1.本发明涉及散热领域，尤其涉及一种具有均温板及鳍片组的散热装置。
背景技术：
2.根据现代化需求，计算机与各种电子装置发展快速且效能不断地提升，但在此过程中，高效能的硬件所带来的散热问题也随之而来。一般而言，计算机与各种电子装置通常会使用散热元件来进行散热，例如使用散热膏或散热片来贴附于欲散热的电子元件上，以将热吸出并逸散。然而，此种散热方式效果有限，因而发展出使用工作流体的相变化来促进热传导的散热元件。
3.上述的散热元件借由工作流体的相变化及流动方向来达到传输热量的目的，但在面对高功率的处理器所产生的高热时，仍无法有效地将高热耗散，而有着散热效率不佳的问题。
4.因此，如何提供一种可解决上述问题的散热装置，是目前业界所亟待克服的课题之一。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种可提高散热效果散热装置。
6.本发明的散热装置包括：均温板单元；至少一第一蒸气腔单元及至少一第二蒸气腔单元，其设于该均温板单元的外表面上；至少一第一塔型鳍片组，其设于该均温板单元的外表面上，以套设该第一蒸气腔单元及该第二蒸气腔单元，且部分外露该第二蒸气腔单元；以及至少一第二塔型鳍片组，其设于该第一塔型鳍片组的部分表面上，以套设该第二蒸气腔单元的外露部分。
7.如前述的散热装置中，还包括至少一第三蒸气腔单元，其设于该均温板单元的外表面上。
8.如前述的散热装置中，该第一蒸气腔单元、该第二蒸气腔单元及该第三蒸气腔单元的数量各为多个，该第一蒸气腔单元分隔设置于该均温板单元的二端，该第二蒸气腔单元设于各该第一蒸气腔单元之间并位于该均温板单元的二端，且该第三蒸气腔单元设于该第一蒸气腔单元或该第二蒸气腔单元之间的该均温板单元的中间部位上。
9.如前述的散热装置中，该第三蒸气腔单元具有管体部及弯折部，该管体部的一端设于该均温板单元的外表面上，该弯折部由该管体部的另一端所弯折延伸形成，且该弯折部所弯折延伸的方向朝向该均温板单元的侧边。
10.如前述的散热装置中，还包括至少一第一垂直型鳍片组及一第二垂直型鳍片组，该第一垂直型鳍片组设于该均温板单元的外表面上并贴附于该第三蒸气腔单元的该管体部的一侧，该第二垂直型鳍片组设于该均温板单元的外表面上并贴附于该第三蒸气腔单元的该管体部的另一侧。
11.如前述的散热装置中，该第一垂直型鳍片组与该第二垂直型鳍片组的鳍片排列方
向不同于该第一塔型鳍片组或该第二塔型鳍片组的鳍片排列方向。
12.如前述的散热装置中，该第二垂直型鳍片组的高度高于该第三蒸气腔单元自该外表面延伸的高度，且该第一垂直型鳍片组的高度低于该第三蒸气腔单元自该外表面延伸的高度。
13.如前述的散热装置中，还包括至少一第三垂直型鳍片组，其同时设于该第一垂直型鳍片组与该第一塔型鳍片组上并贴附于该第二塔型鳍片组的侧面，且套设该第三蒸气腔单元的该弯折部，其中，该第三垂直型鳍片组的鳍片排列方向相同于该第一垂直型鳍片组或该第二垂直型鳍片组的鳍片排列方向。
14.如前述的散热装置中，该第三垂直型鳍片组外露该弯折部朝向该均温板单元的侧边延伸的末端。
15.如前述的散热装置中，该第一蒸气腔单元为板状，且该第二蒸气腔单元及该第三蒸气腔单元为管体状。
16.如前述的散热装置中，该第一蒸气腔单元、该第二蒸气腔单元及该第三蒸气腔单元的内部分别具有中空部分，该均温板单元内部具有一腔室，且该腔室与各该中空部分彼此相互连通。
17.如前述的散热装置中，该均温板单元包括上板、下板及金属块，该上板及该下板经组合后形成该腔室，且该金属块设于该下板上并延伸至该腔室的相对二侧，并与该上板之间形成一气流通道。
18.如前述的散热装置中，该腔室填充有受该金属块所阻隔的工作流体。
19.如前述的散热装置中，该均温板单元还包括至少两个第一毛细结构及至少两个第二毛细结构，各该第一毛细结构设于该下板上并分别接触该金属块的二侧，各该第二毛细结构设于该下板上并连接该第一毛细结构，且延伸至该第一蒸气腔单元或该第二蒸气腔单元于该下板上的投影位置。
20.如前述的散热装置中，各该第二毛细结构还延伸至该第一蒸气腔单元或该第二蒸气腔单元的该中空部分中。
21.如前述的散热装置中，该均温板单元还包括多个间隔金属块，其分别设于该下板上并延伸至该腔室的另一相对二侧的一个。
22.如前述的散热装置中，该金属块及各该第一毛细结构对应位于各该第三蒸气腔单元的几何中心附近，且对应位于该均温板单元所接触的发热源上方。
23.如前述的散热装置中，该第一蒸气腔单元自该外表面延伸的高度低于该第二蒸气腔单元自该外表面延伸的高度。
24.如前述的散热装置中，该第一塔型鳍片组与该第二塔型鳍片组的鳍片排列方向相同于该第一蒸气腔单元与该第二蒸气腔单元自该均温板单元的外表面延伸的方向。
25.如前述的散热装置中，该第一塔型鳍片组外露该第一蒸气腔单元的顶面。
26.如前述的散热装置中，该第二塔型鳍片组外露该第二蒸气腔单元的顶面。
27.本发明的有益效果在于，本发明散热装置中第一、二塔型鳍片组及第一、二、三垂直型鳍片组的特殊排列设计，本发明的散热装置除了可增加各鳍片之间的散热效率，还可以降低气流流经鳍片组的流动阻抗，并增加各鳍片组之间的流体扰动程度，造成乱度的增加，进而能大幅提升整体的散热性能，故可有利于运用在高功率的处理器上。
附图说明
28.图1为本发明散热装置的整体示意图。
29.图2为本发明散热装置的一分解示意图。
30.图3为本发明散热装置的另一分解示意图。
31.图4为本发明散热装置中均温板单元的整体示意图。
32.图5为本发明散热装置中均温板单元的下板的俯视示意图。
33.图6为本发明散热装置中均温板单元的侧视示意图。
34.图7为图4的均温板单元在a-a剖线下的部分区域e的剖面示意图。
35.附图标记如下：
36.1:散热装置
37.10:均温板单元
38.101:上板
39.1011:外表面
40.102:下板
41.103:腔室
42.104:金属块
43.105:气流通道
44.106:第一毛细结构
45.107:第二毛细结构
46.108:间隔金属块
47.109:液体通道
48.11:第一蒸气腔单元
49.111,121,133:中空部分
50.112,122,132:投影位置
51.12:第二蒸气腔单元
52.13:第三蒸气腔单元
53.131:管体部
54.132:弯折部
55.21:第一塔型鳍片组
56.211,212,221,331:孔洞
57.22:第二塔型鳍片组
58.31:第一垂直型鳍片组
59.32:第二垂直型鳍片组
60.33:第三垂直型鳍片组
61.40:发热源
62.c:几何中心
63.e:区域
具体实施方式
64.以下借由特定的具体实施例加以说明本发明的实施方式，而本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其他优点和功效，也可借由其他不同的具体实施例加以施行或应用。
65.请同时参阅图1、图2及图3，图1为本发明散热装置1的整体示意图，图2为将本发明散热装置1中的第二塔型鳍片组22与第三垂直型鳍片组33予以分解的分解示意图，图3为将本发明散热装置1中的第二塔型鳍片组22与第三垂直型鳍片组33予以隐藏，且将第一塔型鳍片组21、第一垂直型鳍片组31及第二垂直型鳍片组32予以分解的分解示意图，图4为本发明散热装置1中均温板单元10的整体示意图。本发明的散热装置1包括有均温板单元10及堆叠于均温板单元10上的多个鳍片组(如第一、二塔型鳍片组21、22、第一、二、三垂直型鳍片组31、32、33等)，在本文中所提及的鳍片组指由多个鳍片所间隔排列而成的结构，以下将进一步说明其技术内容。
66.在本实施例中，如图4所示，均温板单元10的外表面1011上设有至少一第一蒸气腔单元11、至少一第二蒸气腔单元12及至少一第三蒸气腔单元13。具体而言，第一蒸气腔单元11、第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13自均温板单元10的外表面1011向外延伸而形成，延伸的方向可为任意方向，最佳为垂直于外表面1011，但本发明并不以此为限。另外，第一蒸气腔单元11、第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13可与均温板单元10一体成形，或是经由焊接工艺焊接于均温板单元10的外表面1011上，但本发明并不以此为限。
67.于一实施例中，第一蒸气腔单元11、第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13的数量可各为多个，例如图4中所示的6个第一蒸气腔单元11、4个第二蒸气腔单元12及4个第三蒸气腔单元13，但本发明并不以此为限，数量当可依据需求予以增减。
68.于一实施例中，第一蒸气腔单元11为板状，例如为均温板(vapor chamber)类型的散热元件。第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13为管体状，例如为热管(heat pipe)类型的散热元件，其沿着径向的横截面可为圆形、椭圆形或多边形。本发明并不以上述为限。
69.在本实施例中，多个第一蒸气腔单元11分隔设置于均温板单元10的二端，例如多个第一蒸气腔单元11沿着均温板单元10的长边方向而分别设置于均温板单元10的二端，且沿着均温板单元10的短边方向间隔排列设置。多个第二蒸气腔单元12设于各第一蒸气腔单元11之间并位于均温板单元10的二端，例如沿着均温板单元10的短边方向间隔排列而设置于各第一蒸气腔单元11之间。第三蒸气腔单元13设于均温板单元10的中间部位上，即设于位在均温板单元10的二端的第一蒸气腔单元11之间与第二蒸气腔单元12之间。更具体而言，第三蒸气腔单元13可设在位于均温板单元10的二端的第二蒸气腔单元12之间的连线上，且该连线可平行于均温板单元10的长边。有关上述第一蒸气腔单元11、第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13的设置位置当可依据需求予以变更设计，本发明并不以此为限。
70.在本实施例中，第三蒸气腔单元13具有管体部131及弯折部132，管体部131的一端设于均温板单元10的外表面1011上，弯折部132则是由管体部131的另一端所弯折延伸形成，而弯折部132所弯折延伸的方向可朝向均温板单元10的外部(例如朝向均温板单元10的侧边)，且弯折的角度可大约为直角，但本发明并不以此为限。
71.在本实施例中，如图3所示，第一塔型鳍片组21可设于均温板单元10的外表面1011上，以套设第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12，例如，第一塔型鳍片组21可具有贯通其
二侧的孔洞211、212，以分别容设第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12。孔洞211的形状可近似于第一蒸气腔单元11的形状，而可将其完整套设，使得第一蒸气腔单元11可完全容设于孔洞211中。孔洞212的形状可近似于第二蒸气腔单元12的形状，例如沿着径向的截面的形状，但由于第一蒸气腔单元11自外表面1011延伸的高度低于第二蒸气腔单元12自外表面1011延伸的高度，故第一塔型鳍片组21的孔洞211、212分别容设第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12之后，第二蒸气腔单元12仍有部分外露于第一塔型鳍片组21的上方。
72.于一实施例中，第一塔型鳍片组21的数量可为二个，以分别设于位在均温板单元10的二端来套设第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12，但本发明并不以此为限，第一塔型鳍片组21的数量也可依据需求设计来改变。
73.于一实施例中，第一塔型鳍片组21的鳍片排列方向可相同于第一蒸气腔单元11与第二蒸气腔单元12自均温板单元10的外表面1011延伸的方向，以对第一蒸气腔单元11与第二蒸气腔单元12的散热效能最大化。
74.在本实施例中，第一垂直型鳍片组31设于均温板单元10的外表面1011上，例如沿着均温板单元10的长边设置并贴附于第三蒸气腔单元13的管体部131的一侧。具体而言，第一垂直型鳍片组31的数量可为二个，其分别沿着均温板单元10的二长边设置，且分别贴附于不同的第三蒸气腔单元13的管体部131邻近均温板单元10的长边的一侧。第二垂直型鳍片组32同样设于均温板单元10的外表面1011上，并贴附于第三蒸气腔单元13的管体部131的另一侧。具体而言，第二垂直型鳍片组32的数量可为一个，且设于二第三蒸气腔单元13之间并同时贴附于不同的第三蒸气腔单元13的管体部131远离均温板单元10的长边的一侧。
75.于一实施例中，第一垂直型鳍片组31的鳍片排列方向可与第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向相同或不同，但第一垂直型鳍片组31与第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向必不同于第一塔型鳍片组21的鳍片排列方向，主要是因为第一塔型鳍片组21的鳍片排列方向针对将第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12的散热效能最大化所设计，而第一垂直鳍片组31及第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向则是用以同时对均温板单元10及第三蒸气腔单元13的管体部131进行散热所设计。
76.于一实施例中，第二垂直型鳍片组32的高度高于第三蒸气腔单元13自外表面1011延伸的高度，且第一垂直型鳍片组31的高度低于第三蒸气腔单元13自外表面1011延伸的高度。具体而言，由于第三蒸气腔单元13具有弯折部132，第一垂直型鳍片组31必须容设于均温板单元10与弯折部132之间，而使得第一垂直型鳍片组31的高度低于第三蒸气腔单元13的弯折部132至外表面1011之间的高度。另外，因为第二垂直型鳍片组32的设置位置并不会受到弯折部132所阻碍，为增进散热效率，故可使第二垂直型鳍片组32的高度高于第三蒸气腔单元13自外表面1011延伸的整体高度。
77.于一实施例中，于均温板单元10的外表面1011上分别设置第一塔型鳍片组21、第一垂直型鳍片组31及第二垂直型鳍片组32之后，请进一步参阅图2，可于第一塔型鳍片组21及第一垂直型鳍片组31上再分别设置第二塔型鳍片组22及第三垂直型鳍片组33。具体而言，第二塔型鳍片组22可设于第一塔型鳍片组21的部分表面上，并完整套设或部分套设第二蒸气腔单元12的外露部分。例如，第二塔型鳍片组22具有贯通其二侧的孔洞221，孔洞221的形状可近似于第二蒸气腔单元12的形状，例如沿着径向的截面的形状，以容设第二蒸气腔单元12未被第一塔型鳍片组21所套设的部分，使得第二蒸气腔单元12未凸出或凸出于第
二塔型鳍片组22的顶面。于一实施例中，第二塔型鳍片组22的鳍片排列方向可相同于第一塔型鳍片组21的鳍片排列方向，即相同于第二蒸气腔单元12自均温板单元10的外表面1011延伸的方向，但不同于第一垂直型鳍片组31与第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向。于另一实施例中，第二塔型鳍片组22的数量可为二个，以分别设于位在均温板单元10的二端的第一塔型鳍片组21的部分表面上，但本发明并不以此为限，第二塔型鳍片组22的数量也可依据需求设计来改变。另外，第二垂直型鳍片组32可邻近于第二塔型鳍片组22并位于二第二塔型鳍片组22之间。
78.第三垂直型鳍片组33同时设于第一垂直型鳍片组31与第一塔型鳍片组21上，并贴附于第二塔型鳍片组22的侧面，且套设第三蒸气腔单元13的弯折部132。具体而言，第三垂直型鳍片组33具有贯通其二侧的孔洞331，孔洞331的形状可近似于第三蒸气腔单元13的弯折部132的形状，例如沿着径向的截面的形状，以容设弯折部132。于一实施例中，第三垂直型鳍片组33的鳍片排列方向相同于第一垂直型鳍片组31或第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向。另外，第三垂直型鳍片组33的数量可为二个，以分别设于二第一垂直型鳍片组31上并横跨位在均温板单元10的二端的第一塔型鳍片组21的部分表面上，且将第二塔型鳍片组22夹设于其之间，但本发明并不以此为限，第三垂直型鳍片组33的数量也可依据需求设计来改变。
79.在本实施例中，于均温板单元10的外表面1011上设置各鳍片组之后，第二塔型鳍片组22的顶面可与第二垂直型鳍片组32与第三垂直型鳍片组33的顶面齐平，且第一塔型鳍片组21、第二塔型鳍片组22及第三垂直型鳍片组33的侧面可齐平。另外，虽然第一塔型鳍片组21与第二塔型鳍片组22的鳍片排列方向不同于第一垂直型鳍片组31及第二垂直型鳍片组32的鳍片排列方向，但第一塔型鳍片组21与第二塔型鳍片组22的各鳍片之间的间隙与第一垂直型鳍片组31及第二垂直型鳍片组32中的各鳍片之间的间隙连通，这使得气流(例如从图1左侧流入)可顺畅地依序流经(图1左侧)第一塔型鳍片组21/第二塔型鳍片组22、第一垂直型鳍片组31/第二垂直型鳍片组32，以及再流经(图1右侧)第一塔型鳍片组21/第二塔型鳍片组22，以对第一蒸气腔单元11、第二蒸气腔单元12及第三蒸气腔单元13的管体部131进行散热。另外，气流可同时从(图1左侧)第三垂直型鳍片组33的一端流入，并从另一端(图1右侧)流出，以对第三蒸气腔单元13的弯折部132进行散热。
80.于一实施例中，第一塔型鳍片组21的孔洞211可外露第一蒸气腔单元11的顶面，第二塔型鳍片组22的孔洞221可外露第二蒸气腔单元12的顶面，第三垂直型鳍片组33的孔洞331可外露第三蒸气腔单元13的弯折部132朝向均温板单元10的侧边延伸的末端，但本发明皆不以此为限。
81.请进一步同时参阅图5、图6及图7，以说明均温板单元10的内部结构。如图6所示，均温板单元10可由上板101及下板102所组合形成，以在内部形成一腔室103。第一蒸气腔单元11内部具有中空部分111，第二蒸气腔单元12内部具有中空部分121，第三蒸气腔单元13内部具有中空部分133，其中，中空部分111、121、133与腔室103彼此相互连通。
82.如图5所示，均温板单元10可再包括有金属块104，金属块104可设于下板102上，具体为位于腔室103中并延伸至腔室103的相对二侧，例如金属块104可为条状且其二端分别延伸至腔室103的相对二长边。如图7所示，金属块104虽设于下板102上，但并未接触上板101，而是与上板101之间形成有一间隙，此间隙可作为气流通道105。具体而言，腔室103填
充有工作流体，且工作流体经填充后的高度低于金属块104设于下板102上之后的高度，而使得工作流体受到金属块104所阻隔而分别位于腔室103的二端，在液态下彼此之间并无法流通，但在气态下则可经由气流通道105来彼此流通。
83.于一实施例中，均温板单元10还包括至少两个第一毛细结构106及至少两个第二毛细结构107，各第一毛细结构106可设于下板102上并分别接触金属块104的二侧，即各第一毛细结构106可以金属块104作为其边界，且借由金属块104进行分区。各第二毛细结构107可设于下板102上且其一端连接第一毛细结构106，另一端延伸至第一蒸气腔单元11或第二蒸气腔单元13于下板102上的投影位置112、122附近。具体而言，在本实施例中，下板102的表面上可形成多个液体通道109，多个液体通道109可视为毛细层，用以填充工作流体，例如，液体通道109可为颗粒烧结体、金属网体、沟槽或其组合所形成，其中，颗粒烧结体是指以金属粉末烧结所形成的具有多个毛细孔或相连通孔洞的组织或结构，金属网体是指以金属编织成的具有多个网目的编织网，沟槽则是指使用湿式蚀刻于下板102的表面上而蚀刻出凹陷于下板102的表面的多个柱体，多个柱体彼此之间的间隙可构成相互连通的多个沟槽。第一毛细结构106及第二毛细结构107则是形成于多个所述液体通道109上的结构，例如可为纤维(fiber)、颗粒烧结体或金属网体所制成的结构，且第一毛细结构106为矩形，而第二毛细结构107可为长条状。于其他实施例中，各第二毛细结构107为纤维(fiber)或金属网体时，各第二毛细结构107的另一端除了延伸至投影位置112、122之外，更可向上延伸进入第一蒸气腔单元11或第二蒸气腔单元12的中空部分111、121，此时位于中空部分111、121的第二毛细结构107是非固定或固定于第一蒸气腔单元11或第二蒸气腔单元12的内壁(未图示)上。
84.于一实施例中，金属块104及各第一毛细结构106可对应位于第三蒸气腔单元13的几何中心附近，如图5中各第三蒸气腔单元13于下板102上的投影位置132所构成的几何中心c附近，且各第一毛细结构106具体容设于各投影位置132所构成的多边形内，但本发明并不以此为限。另外，均温板单元10的下板102可接触一发热源40，发热源40的位置具体可对应于几何中心c附近，以使金属块104及各第一毛细结构106可位于发热源40上方。于其他实施例中，发热源40的位置可不仅对应于几何中心c附近，也可以位于整个下板102下方，本发明并不以此为限。液体通道109或第一毛细结构106的作用在于汇集液态的工作流体，而第二毛细结构107的作用则是用以将中空部分111、121的液态的工作流体传递至第一毛细结构106，以供第一毛细结构106持续利用液态的工作流体来对应至发热源40，使液态的工作流体得以适当分配并容易受热蒸发为气态。
85.于一实施例中，第一毛细结构106的厚度大于第二毛细结构107的厚度，以接收更多来自第二毛细结构107的液态的工作流体，进而提高对发热源40散热效果，但本发明不以此限。
86.于一实施例中，均温板单元10还包括多个间隔金属块108，其分别设于下板102上。具体而言，各间隔金属块108可自腔室103的相对二侧的其一短边所延伸出，并延伸至各第二毛细结构107之间，以及位于第一蒸气腔单元11的投影位置112与第二蒸气腔单元12的投影位置122之间。各间隔金属块108的作用在于可将工作流体区分在不同第二毛细结构107所在区域，以避免工作流体过度集中于某些区域而使得整体散热效果不佳，并可使第一蒸气腔单元11及第二蒸气腔单元12不会互抢工作流体。于一实施例中，间隔金属块108未接触
上板101，而是与上板101之间形成有一间隙，间隙可作为气流通道(例如近似于金属块104与上板101之间的间隙所作为的气流通道105)，但本发明不以此为限。
87.于一实施例中，多个液体通道109是形成在下板102未设有金属块104及间隔金属块108的表面上，但本发明不以此为限。
88.本发明的散热装置1在运作时，均温板单元10内的工作流体借由金属块104、间隔金属块108的区隔以及第一毛细结构106与第二毛细结构107的辅助，可更适当地均匀分布在腔室103中，且发热源40上方容易汇集工作流体。在液态下的工作流体吸收发热源40所产生的热能后气化成气态，气态的工作流体可经由气流通道105流至第一、二、三蒸气腔单元11、12、13的中空部分111、121、133中，此时可分别借由第一、二塔型鳍片组21、22及第一、二、三垂直型鳍片组31、32、33来进行散热，以将气态的工作流体冷凝回复成液态，并直接回流(或借由延伸至中空部分111、121的第二毛细结构106来回流)至下板102上，以进行下一次散热循环。
89.综上所述，借由本发明散热装置1中第一、二塔型鳍片组21、22及第一、二、三垂直型鳍片组31、32、33的特殊排列设计，本发明的散热装置1除了可增加各鳍片之间的散热效率，还可以降低气流流经鳍片组的流动阻抗，并增加各鳍片组之间的流体扰动程度，造成乱度(turbulent)的增加，进而能大幅提升整体的散热性能，故可有利于运用在高功率的处理器上。
90.上述实施形态仅为例示性说明本发明的技术原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，本领域技术人员均可在不违背本发明的精神与范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。然任何运用本发明所教示内容而完成的等效修饰及改变，均仍应为权利要求范围所涵盖。而本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。