散热装置制造方法
【专利摘要】一种散热装置包括一导热部以及一散热部。导热部的平面部与一热源接触，导热部具有一厚度。散热部自导热部的厚度的至少一侧向外延伸，散热部具有至少一弯曲部及/或至少一弯折部。弯曲部或弯折部具有多个通孔。
【专利说明】散热装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种散热装置，特别涉及一种可应用于扁平空间中的散热装置。
【背景技术】
[0002]随着科技技术的日新月异，电子产品的电子元件密集化以及电子产品的体积日益缩小，然而电子产品运作时，其每单位面积产生的热能也日益增加，而这些热能若无法适当地散逸，会导致电子产品效能降低，更胜者可能会造成电子产品烧毁，因此散热装置已成为现今电子产品中不可或缺的配备之一。
[0003]现行已知的散热装置众多，例如热管、均温板及无热管金属片导热方式。以热管来说，其以管状结构内的气、液相变化原理，作为热源(例如为芯片)与散热鳍片间的传导媒介。由于使用电子装置时，可能因为重力方向的改变，使管内冷凝的介质有非预期的回流状况，导致导热效果不稳定，且因为热管本身并非完整的散热装置，必须搭配其他散热设备才能有效地散热(例如热管需搭配铜底与额外散热鳍片)，所以整体散热模块的制造较繁琐且成本较高。再者，热管不能设计大角度的弯曲或折角，否则会严重影响介质的流动，降低导热能力，加上热管为中空结构，若应用于狭窄空间中常是压扁使用，且热管厚度不能太小，否则会降低热传导效率。一般来说，热管的结构强度普遍不佳，愈是薄型此一问题愈显严重，当热源的上方不再有足够空间可以容纳热管加上其结构补强与固定件的高度堆叠时，以热管散热的方式便不适用。因此随着电子装置薄型化，热管于狭窄的电子装置空间的应用发展上遇到瓶颈。
[0004]均温板与热管的原理与理论架构相同，只有热传导方向不同，热管的热传导方向属一维线的传导，而均温板属于二维面的传导，因此均温板可将热源均匀扩散开来，以降低扩散热阻。然而，由于均温板可视为热管的二维展开，因此上述热管的缺点，均温板都有，且制作成本可能更高。
[0005]有些不采用热管作为导热与散热的电子装置，会以铜或铝等易导热金属材质由热源表面延伸到邻近的风扇而成为风扇本体的一部分(例如风扇上盖)，此导热方式，热必须先经过介于热源(例如为芯片)与风扇之间这段具有一定长度的导热材(通常为薄板型式，导热效果不佳)，将热从热源传导至风扇，因此热传导在这段路径上会造成相当的损失，因此适用此导热方式的热源功率易受限。因此，如何在扁平的空间中提供较佳的散热机制，就成了非常重要的课题。
【发明内容】
[0006]有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一些散热装置，能够应用于扁平空间中。
[0007]本发明提供一种散热装置，包括一导热部以及一散热部。导热部的平面部与一热源接触，导热部具有一厚度。散热部自导热部的厚度的至少一侧向外延伸，散热部具有至少一弯曲部及/或至少一弯折部。弯曲部或弯折部具有多个通孔。
[0008]在一实施例中，弯曲部或弯折部呈波浪状、锯齿状、阶梯状、交错或其组合。
[0009]从另一观点来看，本发明又提供一种散热装置，包括一导热部以及一散热部。导热部的平面部与一热源接触，导热部具有一厚度。散热部自导热部的厚度的至少一侧向外延伸，散热部具有至少一第一分支以及多个第二分支，该些第二分支自第一分支的厚度的至少一侧向外延伸。
[0010]在一实施例中，导热部与散热部具有一段差。
[0011]在一实施例中，散热部具有多个第一分支时，至少一第一分支与其他第一分支位于不同的平面。
[0012]在一实施例中，至少一第二分支与其他第二分支位于不同的平面。
[0013]在一实施例中，该些第二分支之间的间隔相同或不相同。
[0014]在一实施例中，自相邻第一分支相向延伸的二个第二分支彼此连结。
[0015]在一实施例中，导热部与散热部整合为单一构件。
[0016]在一实施例中，导热部与散热部于垂直热源方向的厚度及/或高度相同或不相同。
[0017]在一实施例中，自导热部相对于热源方向的平面部向外延伸一散热结构，散热结构可为散热柱、散热鳍片或其组合。
[0018]在一实施例中，导热部与热源接触的平面部及热源的侧边所形成的空间设置至少一导流结构。
[0019]承上所述，本发明的散热装置是在扁平的空间中，从热源顶部以具有一定厚度的导热材质，做多重分支的水平结构展开后，再做若干幅度的垂直结构变化，采用水平与垂直结构的概念，构成散热装置内的立体互通的空气通道，可增加散热装置与气体间的热交换面积以及迎风面积，也兼顾实体导热与气体导流而散热的作用。另外，本发明所提供的散热装置并不通过另外的元件而与热源接触，使得热不需经由过多的导热路径即进行散热作用，以及实心结构的设计使散热装置具有较可靠的强度，并且制作较简化。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1A及图1B为本发明第一实施例的一种散热装置部分示意图。
[0021]图2A及图2B为本发明第二实施例的一种散热装置部分示意图。
[0022]图3为本发明第三实施例的一种散热装置部分示意图。
[0023]图4A为本发明第四实施例的一种散热装置的示意图。
[0024]图4B为本发明较佳实施例的一种散热装置的侧视图。
[0025]图5为本发明较佳实施例的一种散热装置的应用上与电子装置的位置关系示意图。
[0026]图6A?图6C为本发明较佳实施例的一种散热装置的散热部不同态样的侧视图。
[0027]其中，附图标记说明如下:
[0028]1、2、3、4:散热装置
[0029]11、21、31、41:导热部
[0030]12、22、32、42:散热部
[0031]121:弯曲部
[0032]124、324:通孔
[0033]13、23、23a、23b、43:段差
[0034]221、421a、421b、421c:第一分支
[0035]222,422:第二分支
[0036]322,322a,322b:弯折部
[0037]a:热源
[0038]a’:热源与导热部接触的表面
[0039]B:电路板或其他基板
[0040]b:散热结构
[0041]c:导流结构
[0042]F:风吹方向
[0043]g:间隔
[0044]H:散热装置的高度
[0045]h:散热部的高度
[0046]S:固锁螺丝
[0047]s:电子装置机壳或电子装置内部的另件
[0048]V、V’:水平方向
【具体实施方式】
[0049]以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种散热装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0050]本发明较佳实施例的一种散热装置是以大致上为方形的导热与散热结构。如图4A所示，散热装置以导热部四边的其中一边为主要延伸方向。其延伸方向可以是相邻两边同时向外延伸，也可以是相对两边同时向外延伸，亦可以是三边或四边同时向外延伸，在此不作限制。本发明较佳实施例是以一边为主要延伸方向，并以其他三边搭配简易散热结构为例，因此以下图1?图3所示的扁平散热装置仅绘制主要延伸方向的一边并加以说明。
[0051]图1A为本发明第一实施例的一种散热装置的示意图。如图1A所示，散热装置I包括一导热部11以及一散热部12。导热部11是扁平状并具有厚度的导热材质，并且其平面部会与一热源a接触。在一些实施例中，热源a可以是电路板上的芯片，或是电脑的中央处理器(Central Processing Unit, CPU)等需散热的构件。另外,散热部12是自导热部11的厚度的至少一侧向外延伸。由于导热部11的平面部与热源a做大面积接触，因此可以将热传导至散热部12。
[0052]在本实施例中，散热部12具有一弯曲部121。而沿着箭头所示的水平方向V来看弯曲部121的侧面，可以是波浪状、锯齿状、阶梯状或交错等造型。在图1A中，弯曲部121是以波浪状的造型来实现，就如图6A所示。由于弯曲部121具有弯曲的构造，使得散热表面积增加，当散热装置外加风扇(图未绘示)时，亦可增加迎风面积，散热效果较佳。另外，而上述波浪状、锯齿状、阶梯状、交错等形状在弯曲部121上重复出现的频率，可以是周期性或是非周期性。由于弯曲部121有上述的造型，因此导热部11以及散热部12之间具有一段差13。
[0053]图1B为图1A第一实施例的一种散热装置的上视图。请合并参照图1A和图1B，散热部12的弯曲部121具有多个通孔124。此处的通孔124是用来指将弯曲部121的部分打通，以产生可使空气流通的通道，并且通孔与通孔之间两两相对/邻。当散热装置外加风扇(图未绘示)时，风扇吹动可使气体流经多个通孔形成气流将热带出，增加散热能力。
[0054]另外，为使本发明第一实施例的散热装置I固定于热源a上方，因此使用固锁螺丝S将扁平散热装置I锁固于电路板或其他基板B，以防止其松动或位移，如图1A和图1B所示。固定散热装置的方式众多，本发明是以固锁螺丝的固定方式为例，但不限于此。
[0055]图2A为本发明第二实施例的一种散热装置的示意图。如图2A所示，散热装置2包括一导热部21以及一散热部22。同样地，导热部21的平面用来与一热源a接触。此外，散热部22自导热部21的厚度的至少一侧向外延伸。特别的是，散热部22具有至少一第一分支221以及多个第二分支222。第二分支222是为第一分支221的厚度的一侧向外延伸，也可以是第一分支221的厚度的两侧同时向外延伸，图2A是以两侧同时向外延伸为例。另夕卜，导热部21与第一分支221之间的连接可以具有一段差23。例如使第一分支221高于导热部11的段差23a，以及使第一分支221低于导热部11的段差23b，借以使相邻的第一分支221位于不同的平面，或使导热部21与散热部22为不同的平面。另外，第一分支221与第二分支222之间的连接亦可有段差(图未绘示)，用以增加散热面积。
[0056]在其他实施例中，自相邻第一分支相向延伸的二个第二分支可彼此连结，使得相邻第一分支之间的热能彼此传导而增进导热能力。从另一观点来看，图1所绘示的散热装置1，其散热部12的弯曲部121亦可视为上述相异第二分支末端连结的态样。
[0057]图2B绘示为图2A的散热装置的上视图。请参照图2B，从投影方向来看，相异第一分支221之间以及相异第二分支222之间具有间隔g，而此间隔大小无特定限制。当散热装置2外加风扇(图未绘示)时，气体可流经间隔g形成气流，以利散热。
[0058]同样地，沿着箭头所示的水平方向V来看散热部22的侧面时，如图6B所示，第一分支221和第二分支222的侧面造型，其可以如上所述为波浪状、锯齿状、阶梯状或交错等造型，在图2A中，是以阶梯状为例，并且因段差23a及23b的构造使得相邻的第一分支221位于不同平面。由于相异第一分支221之间以及相异第二分支222之间具有间隔g，故上述形状为不连续貌。相异第一分支221之间大致彼此平行。
[0059]图3为本发明第三实施例的一种散热装置的示意图。散热装置3具有一导热部31及一散热部32。散热部32具有弯折部322以及多个通孔324。值得注意的是，散热部32的弯折部322，其厚度可有所变化。如图3所示，由于弯折部322a较弯折部322b为厚，并且弯折部322a与弯折部322b呈现交错排列，相异的较厚的弯折部322a之间因较薄的弯折部322b存在，使散热部32下方形成空气流通的通道，当散热装置3外加风扇(图未绘示)时，风扇吹动可使气体流经通道与多个通孔形成气流将热带出，增加散热能力。而图3中沿箭头所示的水平方向V的侧视图则如图6C所示。由于图3所提供的散热装置3的散热原理与上述较佳实施例的散热装置相同，因此不再赘述。
[0060]图4A绘示为本发明第四实施例的一种散热装置，其为应用第二实施例的结构而制成的散热装置4。请参照图4A，与第二实施例不同的是，第一分支421c所延伸的长度较长，因此具有较多第二分支422，以及部分第一分支与导热部41的连接处具有变化，例如第一分支421a与导热部41的连接处有水平方向的弯折。当设置风扇(图未绘示)于散热装置4旁，并且风由箭头所示的风吹方向F对散热装置4吹动，部分气体会依序经过第一分支421a的下方与第一分支421b的上方形成主要连续气流，以增加散热效果。由于图4A所提供的散热装置4的散热原理与上述较佳实施例的散热装置相同，因此不再赘述。
[0061]图4B为上述第四实施例的散热装置沿着箭头所示水平方向V’的侧面图。请同时参照图4A及4B，于热源a与导热部41接触的表面a’高度以下与热源a侧边所形成的空间，可设置导流结构C。当散热装置4外加风扇(图未绘示)时，风扇会设置于垂直于导热部41平面部的法向量,并由风吹方向F吹动(如图4A所示)。借由导流结构c的设置,部分气流吹向导流结构c时,也就是气流吹向热源a的方向时，即被导弓I至散热部42,使气流分流顺畅，影响气流分布到所期望的位置，以利善用散热部42的散热功能。由于上述较佳实施例的散热装置亦可具有相同的变化，因此不再赘述。
[0062]另外，当散热装置的应用空间许可时，除了如上述较佳实施例的散热方式外，亦可搭配公知散热方式如散热柱、散热鳍片、热管，或上述组合。请参照图4B，导热部41相对于热源a方向的平面部可向外延伸一散热结构b，散热结构b可为散热柱、散热鳍片、或其组合。散热结构连接于导热部41相对于热源a方向的平面部，以更有效率地散热。相同地，亦可于热源a侧边且未与导热部41连结之处，搭配热管、散热鳍片等散热元件(图未绘示)，以助于更有效地散热。由于上述较佳实施例的散热装置亦可具有相同的变化，因此不再赘述。
[0063]需注意的是，散热部使用枝状延伸结构(分支再分支…)，例如第一分支再延伸出第二分支，并且第二分支的截面积小于或等于第一分支的截面积，其用意为第一分支可有主要的导热功能，第二分支则同时具有提供散热面积与让出气流通道的作用，因此第二分支的宽度或厚度通常较第一分支细小，故应用上也可以增加至少一第三分支，其为第二分支的再分支，而第三分支的截面积小于或等于第二分支的截面积，此为举例性而非限制性者。
[0064]散热部是由导热部所向外延伸，且散热部在导热部邻近的周围即设有多分支的结构，可避免导热途径过长。当散热装置的散热部具有弯曲部/弯折部时，亦具有上述的效果，且通孔可以产生空气对流，以加强空气冷却的效果。
[0065]另外，上述较佳实施例的散热装置中的导热部与散热部的材质可为相同或不相同。例如，导热部以及散热部皆由铜或铝等易导热金属材质所制成，或是导热部以铜制成而散热部由铝制成，此为举例性而非限制性者。值得注意的是，散热装置的导热部与散热部可整合为单一构件。其中，导热部与散热部若是一体成形时，其结构较为单纯，不需额外进行连接的动作。此外，由于导热部以及散热部皆为实心结构，因此相较于现有薄型的热管或均温板具有较佳的强度，制程上较简单，良率较高，成本较低。
[0066]另外，导热部与散热部于垂直热源a方向的厚度及/或高度相同或不相同。请参照图4B，由于散热部42是为导热部41水平方向的延伸，因此散热部42高度h可向垂直热源a方向作变化，如图4B所示，散热部42是以垂直热源a方向降低高度为例，厚度亦可如高度方式作改变，例如增厚。借由上述厚度/高度的变化，使得热源a与导热部41接触的表面a’高度以下也具有散热结构，将狭小或扁平的电子装置空间做有效的运用。由于上述较佳实施例的散热装置亦可具有相同的变化，因此不再赘述。
[0067]另外，以散热装置大致所形成的平面来看，以图4A为例，大致可分为四边，当外加风扇时，使气流分布到所期望的位置，可于四边的至少其中之一边增设挡墙(图未绘示)，其挡墙大致与出风方向平行且与散热装置4紧邻，使气流能流经完整气流通道，将热散出。相同地，亦可于导热部41相对于热源a方向的平面上方设置与散热装置4的平面平行的挡墙，以达上述效果。由于第一实施例的散热装置4亦可具有相同的变化，因此不再赘述。
[0068]请参照图5，图5为上述本发明的一种散热装置(以第四实施例为例)，其应用上与电子装置的位置关系示意图(侧视图)。如图5所示，热源a (如芯片)位于电路板或其他基板B (如印刷电路板Printed circuit borad, PCB)上,热源a上方为电子装置机壳或电子装置内部的另件s (如键盘或面板机构)，而散热装置2即位于电路板或其他基板B与热源a上方与电子装置机壳或电子装置内部的另件S下方所形成的狭小或扁平的空间中。值得注意的是，本发明的散热装置的高度H是介于0.5_?6.5_之间，因此适用于此类狭小或扁平的空间。本发明不限定散热装置的应用位置，此应用位置关系为举例性而非限制性者。
[0069]另外，由于热源a可不限于芯片、中央处理器或其他需要散热的构件，因此热源a可能设置于电路板或其他基板B上，当本发明的散热装置的导热部及散热部设置于热源a上方时，导热部及散热部的局部厚度与局部高度可依电路板或其他基板B上其他元件的高度而做调整，例如散热部的厚度局部变薄或高度局部变高，不限于是规律而齐平的结构特征，以避开电路板或其他基板B上其他元件的使用空间，而不会妨碍其使用。
[0070]另外，导热部及散热部的各处表面可搭配多个小型孔洞、小凸起、高低起伏的细纹、或其组合，以进一步增加表面的散热面积。
[0071]承上所述，本发明的散热装置是在扁平的空间中，从热源顶部以具有一定厚度的导热材质，做多重分支的水平结构展开后，再做若干幅度的垂直结构变化，采用水平与垂直结构的概念，构成散热装置内的立体互通的空气通道，可增加散热装置与气体间的热交换面积以及迎风面积，也兼顾实体导热与气体导流而散热的作用，并且可不通过另件直接与热源接触，使得热不需经由过多的导热路径即进行散热作用，以及实心结构的设计使散热装置具有较可靠的强度，且制作较单纯。
[0072]以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。
【权利要求】
1.一种散热装置，包括: 一导热部，其平面部与一热源接触，该导热部具有一厚度；以及一散热部，自该导热部的该厚度的至少一侧向外延伸，该散热部具有至少一弯曲部及/或至少一弯折部，该弯曲部或该弯折部具有多个通孔。
2.如权利要求1所述的散热装置，其中该弯曲部或该弯折部呈波浪状、锯齿状、阶梯状、交错或其组合。
3.如权利要求1所述的散热装置，其中该导热部与该散热部整合为单一构件。
4.如权利要求1所述的散热装置，其中该导热部与该散热部具有一段差。
5.如权利要求1所述的散热装置，其中该导热部与该散热部于垂直该热源方向的厚度及/或高度相同或不同。
6.如权利要求1所述的散热装置，其中自该导热部相对于热源方向的平面部向外延伸一散热结构，该散热结构为散热柱、散热鳍片或其组合。
7.如权利要求1所述的散热装置，其中该导热部与该热源接触的平面部及该热源的侧边设置至少一导流结构。
8.如权利要求1所述的散热装置，其中该散热装置的高度是介于0.5mm?6.5mm之间。
9.一种散热装置，包括: 一导热部，其平面部与一热源接触，该导热部具有一厚度；以及一散热部，自该导热部的该厚度的至少一侧向外延伸，该散热部具有至少一第一分支以及多个第二分支，所述多个第二分支自该第一分支的厚度的至少一侧向外延伸。
10.如权利要求9所述的散热装置，其中当该散热部具有多个第一分支时，至少一第一分支与其他第一分支位于不同的平面。
11.如权利要求9所述的散热装置，其中该导热部与该散热部整合为单一构件。
12.如权利要求9所述的散热装置，其中该导热部与该散热部具有一段差。
13.如权利要求9所述的散热装置，其中该导热部与该散热部于垂直该热源方向的厚度及/或高度相同或不相同。
14.如权利要求9所述的散热装置，其中所述多个第二分支之间的间隔相同或不相同。
15.如权利要求9所述的散热装置,其中自相邻第一分支相向延伸的二个第二分支彼此连结。
16.如权利要求9所述的散热装置，其中至少一第二分支与其他第二分支位于不同的平面。
17.如权利要求9所述的散热装置，其中自该导热部相对于热源方向的平面部向外延伸一散热结构，该散热结构为散热柱、散热鳍片或其组合。
18.如权利要求9所述的散热装置，其中该导热部与该热源接触的平面部及该热源的侧边所形成的空间设置至少一导流结构。
19.如权利要求9所述的散热装置,其中该散热装置的高度是介于0.5mm?6.5mm之间。
【文档编号】H05K7/20GK104427831SQ201310403905
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】吕昭文, 王君智 申请人:台达电子工业股份有限公司