本发明涉及一种散热模块及其制作方法，尤其涉及一种适用于电子设备的散热模块及其制作方法。
背景技术：
随着通信科技的发展，手机或平板电脑等电子设备已是现代人生活中不可或缺的必需品，且随着人们对于这些电子设备的依赖程度逐渐提高，使用的时间也越来越长；然而长时间的使用电子设备往往会造成电子设备的集成电路因过热而意外停机，实为不便。
目前常见的散热模块，例如中国台湾专利公告号i558305公开的散热模块，包括通过工作流体流经蒸发器时能够因为吸收热量而产生变化，达到将热量散出电子设备的效果。而蒸发器内往往具有多个铜柱，以增加工作流体与蒸发器的接触面积，提高热传效率。然而，铜柱的加工、制作及组装较为不易，且能适用的设计也较为有限。此外，散热模块通常仅包括一个回路，所能达到的散热效能仍属有限。
技术实现要素：
本发明提供一种散热模块及其制作方法，通过设置在蒸发器内的多个凸片而提高其散热效能并简化制程。
本发明的散热模块适用于电子设备。电子设备具有热源。散热模块包括蒸发器、第一管件以及工作流体。蒸发器包括箱体(tank)与组入箱体的第一板件(sheetmetal)。箱体具有腔室，而第一板件具有多个凸片，排列且立设(stand)在腔室内。蒸发器热接触热源以吸收热源所产生的热量。第一管件连接腔室并形成第一回路。工作流体填充于腔室与第一回路。
基于上述，在本发明的散热模块中，第一管件连接蒸发器的腔室形成第一回路后，在其内部填充工作流体，进而让工作流体流经蒸发器时能顺利地吸收热量，据此转换呈汽态，并通过工作流体流出蒸发器的腔室而将热量带离，以达到散热效果。再者，蒸发器包括箱体与组入其内的板件，其中板件具有多个排列且立设在腔室的凸片，其能增加工作流体与蒸发器的接触面积，以提高热传递效能且同时也简化现有铜柱型的结构与制程。在本发明的散热模块的制作方法中，凸片仅需从第一板件的底部翻折而成，且可直接将第一板件与箱体焊接在一起。散热模块的加工、制作及组装较为容易，且适用于多种设计。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的一种散热模块的示意图；
图2是本发明的第一实施例的局部放大图；
图3是图2沿线i-i’的剖面局部放大图；
图4是本发明的一实施例的散热模块的制作方法的流程示意图；
图5是本发明的第二实施例的局部放大图；
图6是本发明的第三实施例的局部放大图；
图7是本发明的第四实施例的局部放大图；
图8是本发明的第五实施例的局部放大图；
图9是本发明的第六实施例的局部放大图。
附图标记说明
10：热源；
12：热管；
12a：接触段；
14：第二板件；
16：第三板件；
100a、100b、100c、100d、100e、100f：散热模块；
110：蒸发器；
112：箱体；
112a：腔室；
112b：凹陷；
114：第一板件；
114a：凸片；
116：盖体；
120：第一管件；
130：第二管件；
a：阶梯结构；
a1：高阶部；
a2：低阶部；
a3：侧面；
b：分隔结构；
c1、c2：子腔室；
d1、d2：管径；
f：工作流体；
e1：第一出口；
e2：第二出口；
e3：第一入口；
e4：第二入口；
l1：第一回路；
l2：第二回路；
ts：倾斜面；
s1-s8：步骤。
具体实施方式
图1是本发明的第一实施例的一种散热模块的示意图。请参考图1，在本实施例中，散热模块100a适用于电子设备。电子设备例如是但不限制为笔记本电脑或平板电脑等。电子设备具有热源10，热源10例如是但不限制为中央处理器或显卡等。散热模块100a能将热源10产生的热量予以吸收，并进而将热量从电子设备的其他部位(例如机壳)散出。
图2是本发明的第一实施例的局部放大图。如图1与图2所示，本实施例的散热模块100a包括蒸发器110、第一管件120、第二管件130以及工作流体f。蒸发器110包括箱体112(tank)与组入箱体112的第一板件114(sheetmetal)。箱体112具有腔室112a，而第一板件114具有多个凸片114a，排列且立设(stand)在腔室112a内。蒸发器110热接触热源10以吸收热源10所产生的热量。第一管件120连接腔室112a并形成第一回路l1。第二管件130连接腔室112a并形成第二回路l2。工作流体f填充于腔室112a、第一回路l1与第二回路l2。
具体而言，本实施例的腔室112a具有第一出口e1以连接第一管件120的一端，以及与第一出口e1相对的第一入口e3以连接第一管件120的另一端。本实施例的腔室112a还具有第二出口e2以连接第二管件130的一端，以及与第二出口e2相对的第二入口e4以连接第二管件130的另一端。蒸发器110用以热接触热源10，以吸收来自热源10的热量。当工作流体f流经蒸发器110时能够因为吸收热源10的热量而产生变化，例如使液态工作流体f转变为汽态工作流体f，并随着汽态工作流体f移离蒸发器110而使热量随之被带离，并随着第一管件120与第二管件130经过电子设备的其他温度较低的部位(如前述的机壳)时使工作流体f再次进行变化冷凝(由汽态转变回液态)，而得以将热量散出电子设备。
在本实施例中，蒸发器110还包括组入箱体112的第一板件114。第一板件114例如是但不限制为以焊接的方式组入箱体112。第一板件114例如是由金属材料或其他具有高导热系数的材料制成，其能够有效地传递来自热源10的热量，并藉此让工作流体f流经腔室112a时，迅速地产生变化，以提高散热效能。在本实施例中，第一板件114的底部接触箱体112内底，且局部第一板件114在箱体112的侧壁处翻折。第一板件114翻折的高度等于箱体112的侧壁的高度。如此一来，当将盖体116盖上箱体112以形成密闭空间时，盖体116可直接压抵第一板件114，使第一板件114能够确实焊接到箱体112，以避免浮焊的问题。此外，为了避免对第一管件120在第一出口e1、第一入口e3与第二管件130在第二出口e2与第二入口e4的空间造成排挤，可例如是将第一板件114在出口e1、e2与入口e3、e4处局部去除。第一板件114的局部去除也可避免在工作流体f流入或流出腔室112a时造成所不期望的流阻。
进一步来说，本实施例的第一板件114具有多个凸片114a，排列且立设在腔室112a内，且当上述盖体116组装至箱体112时，盖体116实质上能抵靠在凸片114a的上部，让凸片114a提供盖体116在结构上的支撑效果。当工作流体f流经腔室112a时，多个凸片114a可提高工作流体f与蒸发器110的接触面积，而有较佳的热交换率，让液态工作流体f吸热而转变为汽态工作流体f，并经由第一入口e3及第二入口e4进入第一管件110及第二管件120。在本实施例中，多个凸片114a将第一板件114的局部翻折而成且呈阵列排列。多个凸片114a可例如是长方形、三角形、正方形等等的形状，且其高度可例如是等于或小于腔室112a的高度，甚至是腔室112a的高度的一半。本发明不对多个凸片114a的形状及尺寸加以限制，腔室112a内的多个凸片114a并不仅限于一种形状及尺寸，本发明也可视需求而使腔室112a内同时具有多种形状及尺寸的多个凸片114a。此外，多个凸片114a可例如是垂直立设在腔室112a内，或是以大于或小于90度角倾斜地立设在腔室112a内，也可以是顺向或反向于工作流体f的流向而倾斜地立设在腔室112a内。本发明不对多个凸片114a的立设方式加以限制，腔室112a内的多个凸片114a并不仅限于一种立设方式，本发明也可视需求而使腔室112a内同时具有多种立设方式的多个凸片114a。本实施例的多个凸片114a除了例如是彼此平行的排列外，还可以是彼此倾斜的排列，甚至是不规则的排列。相较于传统的铜柱，本发明的多个凸片114可轻易地从第一板件114的局部翻折而成，容易从第一板件114加工成任何形状、尺吋、立设方式或排列方式，且腔室112a内的多个凸片114a并不仅限于一种形式，本发明也可视需求而使腔室112a内同时具有多种形式的多个凸片114a，让在腔室112a内的工作流体f据此被导向第一回路l1及第二回路l2。后续将以不同实施例予以说明。
本实施例的散热模块100a还包括第二板件14与第三板件16。第二板件14与第三板件16例如是由金属材料制成，也可以是电子设备的部分结构或全部结构。第一管件120承载于第二板件14，第二管件130承载于第三板件16。第一管件120与第二管件130例如是分别配置在第二板件14与第三板件16的周缘，且第二板件14与第三板件16不直接接触。在本实施例中，第二板件14覆盖热源10，因此通过第二板件14具备较大面积与金属材料等特性，而得以提供较佳的热传递效果，据此让汽态工作流体f分别从第一入口e3、第二入口e4流经第一管件120、第二管件130时能达到冷凝效果，而使汽态工作流体f转变回液态工作流体f而再次由第一出口e1、第二出口e2流回蒸发器110内。再者，第二板件14也可协助吸收热源10的热量，减少热量的回流，对热源10提供一定的散出效果。此外，第二板件14与第三板件16也能提供热源10或其他电子元件电磁干扰(emi)屏蔽效果。
图3是图2沿线i-i’的剖面局部放大图。在本实施例中，散热模块100a还包括热管12，热接触热源10与蒸发器110之间，用来将热源10所产生的热量传送至蒸发器110。热管12具有接触段12a抵接蒸发器110。接触段12a的延伸方向不平行于工作流体f在腔室内112a内的流动方向。也就是说，工作流体f在腔室112a内的流动方向是从第一出口e1、第二出口e2流至第一入口e3、第二入口e4，而接触段12a的延伸方向是大致上垂直于工作流体f在腔室112a内的流动方向。如此一来，可提高热管12与蒸发器110的接触面积，增加热交换率，并提升散热效能。
在本实施例中，箱体112外的局部具有凹陷112b，在腔室112a形成阶梯结构a。热管12的接触段12a接触凹陷112b内。阶梯结构a具有一个高阶部a1与两个低阶部a2。高阶部a1位于两个低阶部a2之间，且两个低阶部a2分别位于腔室112a与第一管件120、第二管件130的连接处。阶梯结构a还具有相对的两个侧面a3，分别连接高阶部a1与各个低阶部a2，并面对腔室112a的至少一入口e3、e4与至少一出口e1、e2。第一板件114覆盖在阶梯结构a的高阶部a1，且多个凸片114a位于阶梯结构a的高阶部a1。第一板件114在对应于阶梯结构a的两个侧面a3处形成倾斜面ts。当工作流体f从第一管件120与第二管件130分别从第一出口e1与第二出口e2流入腔体112a时，倾斜面ts可协助引导工作流体f流经位于高阶部a1的多个凸片114a，并协助引导工作流体f从腔体112a分别流入第一管件120与第二管件130的第一入口e3与第二入口e4。如此一来，工作流体f不会因为阶梯结构a的高阶部a1与低阶部a2的高度差而堵塞在第一出口e1与第二出口e2处，而影响散热模块100a的散热效率。
图4是本发明的一实施例的散热模块的制作方法的流程示意图。本发明的散热模块的制作方法适用于本发明所有实施例的散热模块或其他符合本发明的精神的散热模块。请参考图4，本实施例的散热模块100a的制作方法包括先冲压第一板件114以形成底部与多个凸片114a，其中多个凸片114a是从底部翻折而成(步骤s1)。第一板件114容易加工与制作，且仅需经过冲压再翻折一片板件即可形成多种设计与排列的多个凸片114a。接着，压入第一板件114到箱体112，使底部接触箱体112内底，且使多个凸片114a立设在腔室112a内(步骤s2)，并将第一板件114与箱体112焊接在一起(步骤s3)。第一板件114组装容易，底部接触箱体112内底可有效地将热源10的热量传递至腔室112a，且可通过焊接牢固的与箱体112组装。本实施例的散热模块的制作方法还包括连接第一管件120至腔室112a以形成第一回路l1(步骤s4)；连接第二管件130至腔室112a以形成第二回路l2(步骤s5)；装载第二板件14到第一管件120，并覆盖第二板件14于热源10(步骤s6)；以及装载第三板件16到第二管件130(步骤s7)。第一管件120与第二管件130例如是分别配置在第二板件14与第三板件16的周缘，且第二板件14与第三板件16不直接接触。最后，本实施例的散热模块的制作方法包括将盖体116盖上箱体112以形成密闭空间(步骤s8)，以避免工作流体f流出蒸发器110并影响散热效果与损坏电子设备的其他电子组件。
图5是本发明的第二实施例的局部放大图。在本实施例中，流经第一回路l1的工作流体f的流量不等于流经第二回路l2的工作流体f的流量。详细而言，本实施例的散热模块100b的热源10例如是在较靠近第一管件120，也就是较靠近第一回路l1的范围，因此流经第一回路l1的工作流体f的温度高于流经第二回路l2的工作流体f的温度。在本实施例中，通过使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量，工作流体f可将大部分热量从第一回路l1带往第二回路l2进行散出，并藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。请参考图5，本实施例的第二出口e2大于第一出口e1，且第二管件130的管径d2大于第一管件120的管径d1。因此，当工作流体f从第一出口e1与第二出口e2流入腔室112a时，流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量。通过使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量，工作流体f可将大部分热量从第一回路l1带往第二回路l2进行散出，并藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。相反的，当热源10例如是较靠近第二回路l2时，流经第二回路l2的工作流体f的温度高于流经第一回路l2的工作流体f的温度。因此，第一出口e1应大于第二出口e2，且第一管件120的管径d1应大于第二管件130的管径d2，使流经第一回路l1的工作流体f的流量大于流经第二回路l2的工作流体f的流量。工作流体f可将大部分热量从第二回路l2带往第一回路l1进行散出，并藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。
此外，除上述之外，还可例如是但不限制为改变第一管件120与第二管件130的内壁光滑度、内壁表面能高低(例如，镀膜、阳极处理等表面处理)、长度、转弯角的大小、截面形状(例如，圆形、椭圆形)等，甚至是调整第一管件120和/或第二管件130的两端或其中一端或管件本身的形状或管径尺寸，通过改变工作流体f在第一管件120与第二管件130流动的流阻，以控制工作流体f在第一回路l1与第二回路l2的流量。
图6是本发明的第三实施例的局部放大图。请参考图6，在本实施例中，多个凸片114a的至少其中之一立设在第一出口e1处。如此一来，当工作流体f从第一管件120从第一出口e1流入腔体112a时，会受到凸片114a的阻挡，而使较多的工作流体f流向第二回路l2。当散热模块100c的热源10较靠近第一回路l1时，流经第一回路l1的工作流体f的温度高于流经第二回路l2的工作流体f的温度。在本实施例中，通过凸片114a在第一出口e1处的阻挡，使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量，工作流体f可将大部分热量从第一回路l1带往第二回路l2进行散出，并藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。当然，本发明并不以此为限。举例而言，当热源10较靠近第二回路l2时，流经第一回路l1的工作流体f的流量应大于流经第二回路l2的工作流体f的流量，使工作流体f可将大部分热量从第二回路l2带往第一回路l1进行散出，达到散热的效果。此时，可将多个凸片114a的至少其中之一立设在第二出口e2处，使流经第一回路l1的工作流体f的流量大于流经第二回路l2的工作流体f的流量。本发明可视需求变换凸片114a的位置以阻挡工作流体f，使工作流体f在远离热源10的回路有较多的流量，并将大部分热量从靠近热源10的回路带往远离热源10的回路进行逸散，藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡。
图7是本发明的第四实施例的局部放大图。请参考图7，在本实施例中，对应第一回路l1的部分多个凸片114a反向于工作流体f的流向而倾斜地立设在腔室112a内，因此当工作流体f流经第一回路l1时，会受到较大的流阻。相反地，对应第二回路l2的部分多个凸片114a顺向于工作流体f的流向而倾斜地立设在腔室112a内，因此当工作流体f流经第二回路l2时，会受到较小的流阻。如此一来，当工作流体f从第一管件120与第二管件130分别从第一出口e1与第二出口e2流入腔体112a时，多个凸片114a会引导工作流体f从较大的流阻的第一回路l1流向较小的流阻的第二回路l2，而使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量。当散热模块100d的热源10较靠近第一回路l1时，流经第一回路l1的工作流体f的温度高于流经第二回路l2的工作流体f的温度。在本实施例中，通过凸片114a的引导，使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量，工作流体f可将大部分热量从第一回路l1带往第二回路l2进行散出，并藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。当然，本发明并不以此为限。当热源10例如是较靠近第二回路l2时，流经第一回路l1的工作流体f的流量应大于流经第二回路l2的工作流体f的流量，使工作流体f可将大部分热量从第二回路l2带往第一回路l1进行散出，达到散热的效果。此时，对应第一回路l1的部分多个凸片114a可顺向于工作流体f的流向而倾斜地立设在腔室112a内，对应第二回路l2的部分多个凸片114a可反向于工作流体f的流向而倾斜地立设在腔室112a内。本发明可视需求变换多个凸片114a立设的角度以引导工作流体f，使工作流体f在远离热源10的回路有较多的流量，并将大部分热量从靠近热源10的回路带往远离热源10的回路进行散出，藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡。
图8是本发明的第五实施例的局部放大图。请参考图8，在本实施例中，邻近第一出口e1与第二出口e2的部分多个凸片114a朝向第二出口e2集中。也就是说，在第一回路e1的部分多个凸片114a不平行于第一管件e1排列，且朝向第二管件e2倾斜排列。如此一来，工作流体f在第一回路l1受到的流阻会与工作流体f在第二回路l2受到的流阻不同。当工作流体f从第一管件120与第二管件130分别从第一出口e1与第二出口e2流入腔体112a时，多个凸片114a会引导工作流体f，使流经第二回路l2的工作流体f的流量不同于流经第一回路l1的工作流体f的流量。当然，本发明并不以此为限。举例而言，也可在第一出口e1与第二出口处e2处立设多个凸片114a以改变工作流体f在第一回路l1与第二回路l2所受的流阻。本发明可根据热源10的设置位置设计多个凸片114a的形状、尺寸、立设方式或排列方式，以通过多个凸片114a将工作流体f引导至远离热源10的回路，并将大部分热量从靠近热源10的回路带往远离热源10的回路进行散出，藉此分散热量使第一回路l1与第二回路l2的温度能够平衡，达到散热的效果。
本发明的第二实施例的散热模块100b的制作方法还包括扩大第二出口e2与第二管件130的管径，使流经第二回路l2的工作流体f的流量大于流经第一回路l1的工作流体f的流量。本发明的第三实施例的散热模块100c的制作方法还包括立设多个凸片114a的至少其中之一在第一出口e1处，使得当工作流体f从第一管件120从第一出口e1流入腔体112a时，会受到凸片114a的阻挡，而使较多的工作流体f流向第二回路l2。本发明的第四实施例的散热模块100d的制作方法还包括倾斜地立设对应第一回路l1的部分多个凸片114a在腔室112a内，其中对应第一回路l1的部分多个凸片114a反向于工作流体f1的流向，并倾斜地立设对应第二回路l2的部分多个凸片114a在腔室112a内，其中对应第二回路l2的部分多个凸片114a顺向于工作流体f1的流向，使多个凸片114a引导工作流体f从较大的流阻的第一回路l1流向较小的流阻的第二回路l2。本发明的第五实施例的散热模块100e的制作方法还包括立设邻近第一出口e1与第二出口e2的部分多个凸片114a朝向第二出口e2集中，使工作流体f在第一回路l1的流阻与在第二回路l2的流阻不同。
图9是本发明的第六实施例的局部放大图。在本实施例中，散热模块100f的部分多个凸片114a形成分隔结构b，以将腔室112a分隔为二个子腔室c1、c2。第一回路l1流经其中一子腔室c1，第二回路l2流经另一子腔室c2。分隔结构b的高度可例如是与腔室112a的高度相同，或是小于腔室112a的高度，使工作流体f依然能在二个子腔室c1、c2之间流动，本发明不对此加以限制。除了可由部分多个凸片114a形成分隔结构b之外，也可以部分第一板件114作为分隔结构b。或者，分隔结构b也可为蒸发器110的一部分并与蒸发器110一体成形，如图9所示。此时，可例如是以两块板件代替第一板件114，使子腔室c1、c2分别具有板件，但本发明不对此加以限制。
综上所述，在本发明的散热模块中，第一管件与第二管件连接蒸发器的腔室分别形成第一回路与第二回路后，在其内填充工作流体，进而让工作流体流经蒸发器时能顺利地吸收热量，而据以转换呈汽态，并通过工作流体流出蒸发器的腔室而将热量带离，以达到散热效果。本发明的散热模块在单一的腔室具有第一回路与第二回路。通过控制工作流体在第一回路与第二回路的流量，工作流体可将大部分热量从较热的回路带往较冷的回路进行散出，并藉此分散热量使第一回路与第二回路的温度能够平衡，达到散热的效果。再者，本发明的蒸发器包括箱体与组入其内的板件，其中板件具有排列且立设在腔室的多个凸片，其不仅可提高工作流体与蒸发器的接触面积，而有较佳的热交换率，还可引导工作流体使工作流体在远离热源的回路有较多的流量，藉此达到较佳的散热效果。此外，第一板件在对应于阶梯结构的两个侧面的倾斜面可协助引导工作流体流进与流出腔室，使工作流体不会堵塞在第一出口与第二出口处。在本发明的散热模块的制作方法中，第一板件容易加工与制作，仅需经由冲压再翻折一片板件即可形成多种设计与排列的多个凸片，且只需通过压入箱体再焊接即可牢固的与箱体组装。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。