散热模块的制作方法

本发明是有关于一种散热模块，且特别是一种用于电子装置的散热模块。

背景技术：

近年来，随着科技产业日益发达，电子装置例如笔记本电脑(Notebook，简称NB)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)与智能手机(Smart Phone)等产品已频繁地出现在日常生活中。这些电子装置内部所搭载的部分电子元件在运作过程中通常会产生热能，而影响电子装置的运作效能。因此，电子装置内部通常会配置散热模块或散热元件，例如是散热风扇、散热贴材或者散热管，以协助将电子元件的产热散逸至电子装置的外部。

在上述散热模块中，散热风扇可有效使热能散逸至外部，但其耗电量大、重量较重且所需空间较大，而不利于应用在追求轻薄设计的电子装置上，且容易产生噪音而影响电子装置所附加的通信功能。此外，为使散热风扇通过对流进行散热，电子装置的外壳需设置开口，此举也会降低电子装置的机械强度。另一方面，散热贴材可吸收电子元件的热能而降低表面温度，且其成本与所需空间较低，故可广泛地应用在电子装置内，但其难以使热能进一步通过其他构件散逸至外部，其散热效果有限。再者，散热管可将电子元件的热能传递至另一板件上，但其缺乏对流作用，故散热效果有限。藉此，散热管可进一步搭配蒸发器与冷凝器构成回路，且可通过适于吸收或释放热能而转换于两相态(例如液态与气态)之间的相变化材料作为传热介质在散热管内循环流动，以在蒸发器吸收热能并在冷凝器释放热能，从而将热能从电子元件传递至外部。然而，传热介质仅通过其自身的相变化而在回路中流动，其流动效果较差，进而使其散热效果有限。

技术实现要素：

本发明提供一种散热模块，其具有良好的散热效果。

本发明的散热模块适于配置在电子装置内，以对电子装置内的电子元件散热。散热模块包括蒸发器、铜管以及传热介质。蒸发器包括上盖与下盖。上盖与下盖彼此接合，并构成腔室。下盖具有朝向腔室突出的绝热墙，以在下盖区隔出绝热区与加热区，而蒸发器以加热区连接电子元件。上盖具有朝向腔室倾斜的斜面，且斜面与绝热区间的垂直距离小于斜面与加热区间的垂直距离。铜管连通至蒸发器，并构成回路，且铜管邻近绝热区的第一端的水平高度低于铜管邻近加热区的第二端的水平高度，以使铜管具有高度落差。传热介质配置在铜管与蒸发器所构成的回路内流动，其中电子元件的热能通过加热区传递至传热介质，使传热介质在吸收热能后沿着斜面往单一方向流出蒸发器，并通过铜管的高度落差在铜管内流动，以将热能通过铜管往外传递，并在散发热能后通过铜管流回蒸发器。

基于上述，在本发明的散热模块中，蒸发器包括具有斜面的上盖以及具有绝热墙的下盖，其中绝热墙在下盖上区隔出绝热区与加热区，而连通至蒸发器并构成回路的铜管具有高度落差，使传热介质可在回路内流动。藉此，电子元件的热能可通过加热区传递至传热介质，使传热介质在吸收热能后在铜管内流动而进一步将热能通过铜管往外传递。其中，传热介质通过斜面往单一方向流出蒸发器，并在铜管内通过高度落差产生位能往单一方向流出铜管，进而提升其流动速率而加速上述散热动作。据此，本发明的散热模块具有良好的散热效果。

附图说明

图1是本发明一实施例的散热模块的俯视示意图；

图2是图1的散热模块应用于电子装置的俯视示意图；

图3是图1的蒸发器的分解图；

图4是图3的蒸发器的剖面图；

图5是图1的散热模块的局部侧视示意图。

附图标记说明：

50：电子装置；

52：电子元件；

54：键盘模块；

100：散热模块；

110：蒸发器；

112：上盖；

112a：斜面；

114：下盖；

114a：绝热墙；

114b：绝热区；

114c：加热区；

116：腔室；

118：加热元件；

119：入液口；

120：铜管；

122：第一端；

124：第二端；

130：传热介质；

140：支撑板；

150：固定夹；

160：导热件；

170：弹性件；

d1、d2：垂直距离；

H1、H2、H3、H4：水平高度；

H5：液面高度；

W1、W2：宽度。

具体实施方式

图1是本发明一实施例的散热模块的俯视示意图。图2是图1的散热模块应用于电子装置的俯视示意图。请参考图1至图2，在本实施例中，散热模块100适用于电子装置50。所述电子装置50可为具有单一机体的电子装置，也可为具有两机体的电子装置，例如是笔记本电脑(notebook，简称NB)，而在图1中仅示出其中一机体，本发明并不限制电子装置的种类。电子装置 50的内部配置有电子元件52，例如是中央处理器(central processing unit，简称CPU)或其他适用的电子元件，以执行相关运作。电子元件52在运作过程中产生热能。藉此，本实施例的散热模块100适于配置在电子装置50内，以对电子装置50内的电子元件52散热。

具体而言，在本实施例中，散热模块100包括蒸发器110、铜管120以及传热介质130。蒸发器110适于连接电子元件52。铜管120连通至蒸发器110，并构成回路(如图1与图2所示)，而传热介质130配置在铜管120与蒸发器110所构成的回路内流动。藉此，电子元件52的热能可通过蒸发器110传递至传热介质130，使传热介质130在吸收热能后在铜管120内流动，以将热能通过铜管120往外传递，并在散发热能后通过铜管120流回蒸发器110。藉此，传热介质130可在铜管120内流动而将热能通过铜管120的管壁散逸至空气中。

此外，在本实施例中，散热模块100还包括支撑板140与多个固定夹150。支撑板140配置在电子装置50内，且铜管120通过固定夹150固定于支撑板140上，并可进一步通过焊接固定，但本发明不限制其固定手法。藉此，传热介质130除了可将热能通过铜管120的管壁散逸至空气中之外，还可进一步将热能通过铜管120传递至支撑板140，而通过散热面积较大的支撑板140快速地散逸至空气中。所述支撑板140可在电子装置50中承载电子装置50的键盘模块54(示出于图2)，而固定在支撑板140上的铜管120环绕键盘模块54的周围，以避免干涉键盘模块54的配置。换言之，本实施例可通过原本用于支撑键盘模块54的支撑件140增加散热模块100的散热效果，而不须额外配置其他散热元件。然而，本发明并不限制支撑板140的配置与否，其可依据需求调整。藉此，散热模块100可通过传热介质130在铜管120与蒸发器110所构成的回路内流动将电子元件52的热能往外传递，藉此达到散热目的。

图3是图1的蒸发器的分解图。图4是图3的蒸发器的剖面图。图5是图1的散热模块的局部侧视示意图。其中，图5将蒸发器110的部分尺寸放大并简略示出，其所示出内容用于表达传热介质130在铜管120与蒸发器110中的流动方式(作为示意用途)，而非用于限制本发明的散热模块的具体结构尺寸。在本实施例中，散热模块100的蒸发器110具有特殊设计，以使前 述传热介质130在铜管120与蒸发器110所构成的回路内沿着单一方向循环，而增加其流动速率。当传热介质130在回路中的流动速率增快，其在蒸发器110内吸收热能并在铜管120内散发热能的速率也增快。藉此，只要散热模块100的设计有助于提升传热介质130的流动速率，散热模块100的散热效率便能得以提升。

请参考图3至图5，在本实施例中，蒸发器110包括上盖112与下盖114。上盖112与下盖114可为金属材质，并通过焊接固定在一起，但本发明不以此为限制。上盖112与下盖114彼此接合，并构成腔室116。下盖114具有朝向腔室116突出的绝热墙114a，以在下盖114区隔出绝热区114b与加热区114c。换言之，突出的绝热墙114a可在下盖114上区分出两个位于其相对两侧且可用于存储传热介质130的区域(即绝热区114b与加热区114c)。传热介质130从铜管120流入蒸发器110后分布在绝热区114b与加热区114c，而蒸发器110以加热区114c连接电子元件52。此外，蒸发器110还包括多个加热元件118。所述加热元件118例如是导热性良好的金属凸柱(例如是铜柱)，其配置于下盖114的加热区114c，并朝向腔室116突出，以增加加热区114c的加热面积。换言之，蒸发器110的加热区114c可通过加热元件118吸收更多热能，藉此提升热能通过加热区114c传递至传热介质130的速率。

再者，在本实施例中，散热模块100还包括导热件160(示出于图5)与多个弹性件170(示出于图1与图2)。导热件160例如是导热接口材料(Thermal Interface Material，简称TIM)，其配置于电子元件52与加热区114c之间，以填补电子元件52与加热区114c之间的空隙，而有助将电子元件52的热能传递至加热区114c。弹性件170例如是金属弹片，其配置于蒸发器110上，并压制电子元件52，以提供压力使电子元件52、导热件160与加热区114c紧密接触。藉此，电子元件52在运作过程中产生的热能可通过加热区114c传递至传热介质130，并通过导热件160与弹性件170提升其传递效率。然而，本发明并不限制导热件160与弹性件170的使用与否，其可依据需求调整。

此外，在本实施例中，绝热墙114a的导热性低于下盖114的其他局部的导热性。其中，绝热墙114a例如是以绝热材料制成的另一构件而固定于下盖114上，藉此降低其导热性。或者，绝热墙114a也可为下盖114上的局部所 构成的凸出结构，而后以绝热材料包覆其面向于腔室116的表面，藉此降低其导热性。然而，在其他未示出的实施例中，绝热墙也可能是下盖114一体地向腔室116内凸出的结构，而不具有异于下盖116的材料。本发明并不限制绝热墙114a的组成与其导热性。较佳地，绝热墙114a的宽度W1大于下盖114的宽度W2的三分之一。藉此，绝热墙114a可有效减少从加热区114c传递至绝热区114b的热能。换言之，受到绝热墙114a的阻隔，电子元件52的热能不易传递至绝热区114b，故位于加热区114c的传热介质130所吸收的热能多于位于绝热区114b的传热介质130所吸收的热能。

另一方面，在本实施例中，上盖112具有朝向腔室116倾斜的斜面112a。斜面112a的横向范围对应于绝热区114b、绝热墙114a与加热区114c，且斜面112a与绝热区114b间的垂直距离d1小于斜面112a与加热区114c间的垂直距离d2。换言之，当下盖114的绝热区114b与加热区114c位于同一水平面时，斜面112a对应于绝热区114b的一侧的水平高度低于斜面112a对应于加热区114c的另一侧的水平高度，而腔室116在对应于加热区114c处具有较大的容积。藉此，电子元件52的热能通过加热区114c传递至传热介质130，使传热介质130在吸收热能后沿着斜面112a从水平高度较低的一侧往水平高度较高的另一侧流动，进而流出蒸发器110。换言之，通过斜面112a的设计，可使传热介质130在加热区114c中吸收热能后沿着斜面112a往单一方向流出蒸发器110，藉此提高传热介质130的流动速率。

再者，在本实施例中，铜管120具有相对的第一端122与第二端124。铜管120以第一端122连接至绝热区114b，并以第二端124连接至加热区114c，进而构成封闭的回路，使传热介质130可在回路中流动而依序通过蒸发器110与铜管120。其中，铜管120邻近绝热区114b的第一端122的水平高度H1低于铜管120邻近加热区114c的第二端124的水平高度H2(标示于图5)，以使铜管120具有高度落差。藉此，电子元件52的热能通过加热区114c传递至传热介质130，使传热介质130在吸收热能后沿着斜面112a往单一方向流出蒸发器110，并通过铜管120的高度落差在铜管120内流动，以将热能通过铜管120往外传递，并在散发热能后通过铜管120流回蒸发器110，以完成一次散热循环。

具体而言，在本实施例中，铜管120与蒸发器110所构成的回路呈现真 空状态，以降低传热介质130的沸点，使传热介质130在回路内通过热能产生相变化。传热介质130例如是水或者冷煤，但本发明不限于此。传热介质130可在蒸发器110内吸收热能，并在铜管120中流动而散发热能，且传热介质130在吸收或散发热能时产生相变化。更进一步地说，传热介质130在蒸发器110内吸收热能后产生相变化从液态转变为气态。其中，位于加热区114c的传热介质130所吸收的热能多于位于绝热区114b的传热介质130所吸收的热能，使位于加热区114c的传热介质130较容易产生相变化转变为气态。此外，加热区114c对应于斜面112a上水平高度较高的一侧，且铜管120的第二端124对应于加热区114c。藉此，转变为气态的传热介质130较容易沿着斜面112a往水平高度较高的一侧流出蒸发器110，并进一步从第二端124流入铜管120。藉此，蒸发器110内的传热介质130转变为气态后沿着斜面112a往单一方向通过第二端124流入铜管120。

再者，在本实施中，由于铜管120具有高度落差，使得传热介质130容易从邻近加热区114c且水平高度H2较高的第二端124通过位能自发性地流动至邻近绝热区114b且水平高度H1较低的第一端122。传热介质130在铜管120内流动而将热能通过铜管120散逸至空气中，或进一步往外传递至支撑板140而散逸至空气中。传热介质130在散发热能之后产生相变化从气态转变为液态，而后通过铜管120从第一端122重新流动至蒸发器110。藉此，转变为液态的传热介质130在蒸发器110中再次吸收从电子元件52传递至加热区114c的热能而转变为气态，并在转变为气态后沿着斜面112a再次从对应于加热区114c且水平高度H2较高的第二端124流入铜管120，并通过铜管120的高度落差在铜管120内流动并通过铜管120将热能往外传递。藉此，以上述方式持续使传热介质130在蒸发器110与铜管120所构成的回路内流动，即可持续将电子元件52的热能散逸至空气中，以达到散热目的。

再者，由于传热介质130沿着单一方向流动，即传热介质130从铜管120的第一端122流入蒸发器110并从铜管120的第二端124流出蒸发器110，故传热介质130首先流入绝热区114b，而后才溢出绝热区114b与绝热墙114a而流入加热区114c。此外，在本实施例中，绝热墙114a具有未示出的微结构，例如是粉末、网状或沟槽结构，以将位于绝热区114b的传热介质130传递至加热区114c，但其也可为光滑表面，本发明不以此为限制。藉此，当位于绝 热区114b的传热介质130的液面高度未超过绝热墙114a的水平高度，而使传热介质130无法以上述方式流入加热区114c时，液态的传热介质130仍可通过其与位于绝热墙114a上的微结构之间的毛细作用传递至加热区114c。换言之，在绝热墙114a配置微结构，有助于连续地从绝热区114b补充液态的传热介质130至加热区114c，以增加传热介质130的循环能力。

为了提升传热介质130在蒸发器110与铜管120所构成的回路内沿着单一方向流动的特性，在本实施例中，铜管120邻近绝热区114b的第一端122与蒸发器110之间的入液口119的水平高度H3低于绝热墙114a的水平高度H4。藉此，在散发热能而转变为液态的传热介质130通过铜管120邻近绝热区114b的第一端122流入蒸发器110，并分布在绝热区114b与加热区114c之后，绝热墙114a可有效阻隔从电子元件52传递至加热区114c的热能进一步传递至绝热区114b，使加热区114c的传热介质130较容易吸收热能而产生相变化转变为气态，并沿着斜面112a流出蒸发器110而从第二端124流入铜管120。

类似地，在本实施例中，铜管120邻近绝热区114b的第一端122与蒸发器110之间的入液口119的水平高度H3低于传热介质130在绝热区114b的液面高度H5。换言之，在散发热能而转变为液态的传热介质130通过铜管120邻近绝热区114b的第一端122流入蒸发器110，并分布在绝热区114b与加热区114c之后，位于绝热区114b并且维持液态的传热介质130覆盖入液口119，使在蒸发器110内吸收热能并且转变为气体的传热介质130不会反向从入液口119流动至铜管120的第一端122，而倾向于沿着斜面112a流动至铜管120的第二端124。上述设计均有助于提升传热介质130在蒸发器110与铜管120所构成的回路内沿着单一方向流动的特性。只要传热介质130在回路中的流动速率得到有效提升，散热模块100的散热效果也同样得以提升。藉此，本实施例的散热模块100具有良好的散热效果。

综上所述，在本发明的散热模块中，蒸发器包括具有斜面的上盖以及具有绝热墙的下盖，其中绝热墙在下盖上区隔出绝热区与加热区，而斜面与绝热区间的垂直距离小于斜面与加热区间的垂直距离。再者，连通至蒸发器并构成回路的铜管具有高度落差，而传热介质可在回路内流动。藉此，电子元件的热能可通过加热区传递至传热介质，使传热介质在吸收热能后在铜管内 流动而进一步将热能通过铜管往外传递。其中，传热介质通过斜面往单一方向流出蒸发器，并在铜管内通过高度落差产生位能往单一方向流出铜管，进而提升其流动速率而加速上述散热动作。据此，本发明的散热模块具有良好的散热效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。