專利名稱：快速均溫傳熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是與散熱裝置有關(guān)，更詳而言之是指一種快速均溫傳熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，ic芯片線寬尺寸急劇縮小，集成電路正
朝向高密度、大功率的方向發(fā)展。因芯片主頻的提高所產(chǎn)生的高熱流密度， 己成為當(dāng)前制約高集成度芯片技術(shù)發(fā)展的首要問題，而越先進(jìn)的芯片代表 集成電路上的晶體管越多，其所產(chǎn)生的高熱量及高功耗將導(dǎo)致高工作溫 度，進(jìn)而使得各種輕微物理缺陷所造成的故障顯現(xiàn)出來，如橋接故障等； 再者，高工作溫度將使聯(lián)機(jī)電阻變大，使線延時增加，時延故障情形顯的 嚴(yán)重；同時，溫度的提高亦使得漏電流及門延時增加，工作電壓降低，造 成時延故障情形更加嚴(yán)重。
又，電子元件的高頻、高速以及大規(guī)模集成電路的密集與小型化，使 得單位容積電子元件的發(fā)熱量迅速增加。是以，電子元件的散熱技術(shù)成為 電子產(chǎn)品開發(fā)、研制中非常關(guān)鍵的技術(shù)，因為電子元件散熱性能的好壞將 直接影響到電子產(chǎn)品的可靠性及工作性能，研究結(jié)果顯示，電子元件的溫 度降低rC，其故障率可減少4%;若增加10 2CTC，則故障率提高100 %。
由于電子芯片的散熱系統(tǒng)對保持芯片的正常工作溫度至關(guān)重要；當(dāng)芯 片于設(shè)計、封裝好后，其熱可靠性主要取決于散熱系統(tǒng)的散熱性能。目前 這方面的傳統(tǒng)裝置包括有散熱器、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、 一體化的風(fēng)扇及散熱器、 冷板、風(fēng)扇箱、溫差制冷、熱交換器、熱管、渦旋管以及空調(diào)等。為了適 應(yīng)高熱流密度散熱的需求，前述傳統(tǒng)技術(shù)和手段進(jìn)行了不同程度的變革，
3也出現(xiàn)了一些新的散熱技術(shù)，如空芯冷板、液體冷卻板、射流沖擊冷卻系 統(tǒng)等；惟，隨著芯片的熱流密度的提高，以及散熱空間的減少，前述傳統(tǒng) 裝置及技術(shù)己無法滿足需求，嚴(yán)重制約處理器主頻的提高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于提供一種快速均溫傳熱裝置，其具有結(jié)構(gòu) 簡單、成本低及容易批量生產(chǎn)的優(yōu)點，且可快速將電子器件產(chǎn)生的高熱流 密度均勻分散。
緣以達(dá)成上述的目的，本實用新型所提供的一種快速均溫傳熱裝置， 包括一密封容器，其內(nèi)部填充有液態(tài)工質(zhì)，且該密封容器的內(nèi)部定義有相 對的一頂面與一底面； 一金屬片，設(shè)于該密封容器內(nèi)，該金屬片具有多個 貫穿的通氣孔，且其上、下表面分別凸設(shè)有多個支撐柱；以及二金屬網(wǎng)， 分別受到該金屬片的上、下表面的支撐柱頂?shù)郑揖o抵于該密封容器的頂 面與底面。
本實用新型的有益效果是
本實用新型的快速均溫傳熱裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低及容易批 量生產(chǎn)的優(yōu)點，且可快速將電子器件產(chǎn)生的高熱流密度均勻分散。


以下列舉本實用新型的較佳實施例，并配合下列附圖詳細(xì)說明于后， ^巾
圖1為本實用新型一較佳實施例的傳熱裝置的示意圖。
圖2為傳熱裝置的金屬片的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為金屬片上的支撐柱呈直立狀圖。
圖4為金屬片上的支撐柱的末端呈小弧度勾狀圖。
圖5為金屬片上的支撐柱的末端呈大弧度勾狀圖。
具體實施方式
請參照圖1所示的本實用新型一較佳實施例的快速均溫傳熱裝置 100，其是用以將電子元件200運作時所產(chǎn)生的高熱導(dǎo)出，該傳熱裝置100包括一密封容器IO、 二金屬網(wǎng)20、 一金屬片30與一液態(tài)工質(zhì)40;其中
該密封容器10是由一殼體11與一相配套的蓋體12焊接而成，其具 有相對的一蒸發(fā)端10a與一冷凝端10b，該蒸發(fā)端10a的外側(cè)供該電子元 件200安裝其上，內(nèi)側(cè)構(gòu)成該密封容器10的一底面101，該冷凝端10b 的外側(cè)設(shè)有一散熱鰭片50，內(nèi)側(cè)構(gòu)成該密封容器10的一頂面102，該散 熱鰭片50可以外加的方式或是一體成型的方式形成于該冷凝端10b上； 另外，該密封容器10內(nèi)部填充有該液態(tài)工質(zhì)40，該液態(tài)工質(zhì)40是選自水、 甲醇、氨水及氟里昂所構(gòu)成的群組其中之一，本實施例以水為例。
各該金屬網(wǎng)20于本實施例為采用IOO網(wǎng)目以上的網(wǎng)體，其中，網(wǎng)目 量視應(yīng)用需求而定，網(wǎng)目量愈多，表示單位面積內(nèi)的孔數(shù)越多，亦即孔徑 越小，由此可提高液態(tài)工質(zhì)40的毛吸力，使得回流速率越快(容后再述)。 另一提的是，該金屬網(wǎng)20亦可由金屬燒結(jié)粉末構(gòu)成，并附著于該密封容 器10的內(nèi)表面；
該金屬片30為采連續(xù)沖壓工法制成的3D強(qiáng)化結(jié)構(gòu)體，其上、下表面 分別凸出形成多個支撐柱31，以及多個貫穿的通氣孔32，所述支撐柱31 頂?shù)衷摱饘倬W(wǎng)20，使得該二金屬網(wǎng)20緊抵于該密封容器10的頂、底面 101、 102，詳言之，本實用新型是將該金屬片30與該二金屬網(wǎng)20疊置形 成的高度H設(shè)計制作成大于(或等于)該密封容器10的頂、底面IOI、 102 間的距離，以迫使該二金屬網(wǎng)20緊密抵接于該密封容器10的頂、底面101、 102，如此一來，傳熱裝置100除可由該液態(tài)工質(zhì)40以熱對流的方式傳熱 外，更可通過熱傳導(dǎo)的方式大幅提升整體傳熱效能；此外，亦可提高傳熱 裝置100的強(qiáng)度，且，所述支撐柱31的彎曲曲率不受限，是可制作成各 種形狀，如圖3至圖5所示的支撐柱31a、 31b、 31c，但并不以此為限； 另外，所述通氣孔32是用以作為液態(tài)工質(zhì)40蒸發(fā)的導(dǎo)引之用。另一提的 是，該金屬片30亦可采用具有20網(wǎng)目以下的金屬編織網(wǎng)體，或是具有大 孔徑的金屬編織網(wǎng)(或金屬沖模網(wǎng))取代之。
以上即為本實用新型傳熱裝置IOO各構(gòu)件及其相關(guān)位置的說明，以下 茲說明該傳熱裝置100的制法及其功效
前述密封容器10、金屬片30及金屬網(wǎng)20于本實施例是由導(dǎo)熱性良好 的金屬材料所制成，如銅、鎳、鋁或其混合物，以加強(qiáng)傳熱效果；其制作方法如下
步驟一提供該殼體11與該蓋體12;
步驟二采連續(xù)沖壓工法制成該金屬片30，以沖制出所述朝上、下方 延伸的支撐柱31以及通氣孔32;
步驟三將該二金屬網(wǎng)20覆蓋該金屬片30，之后一并置入該殼體11
中，接著，蓋上該蓋體12，并焊接形成密封容器10，但需預(yù)留一注液孔(圖 未示)；
步驟四從該注液孔將該液態(tài)工質(zhì)40注入至該密封容室，并抽真空，
使該密閉容器10內(nèi)部形成一個相對負(fù)壓的密閉空間，至此即可制得本實 用新型的傳熱裝置100。
另一提的是，為避免該傳熱裝置100因整體焊接高溫產(chǎn)生變形問題， 焊接是采用局部高溫焊接法，以確保該傳熱裝置100的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、平坦度、 穩(wěn)定性及可靠性等。再者，是可進(jìn)一步對該密封容器10、金屬網(wǎng)20或金 屬片30施以化學(xué)蝕刻或表面陽極處理，以形成親水性極佳的表面。
實際使用時，當(dāng)電子元件200產(chǎn)生高溫時，該傳熱裝置100的蒸發(fā)端 10a受熱，使得內(nèi)部的液態(tài)工質(zhì)40因吸熱而氣化，產(chǎn)生飽和蒸氣，該蒸氣 循該金屬片30的通氣孔32往上升，將熱量傳遞至該冷凝端10b,并經(jīng)由 該散熱鰭片50將熱量散逸后，再度凝結(jié)成小水珠附著于該金屬網(wǎng)20上， 之后由毛吸現(xiàn)象將水引流回到底部的蒸發(fā)端10a，并經(jīng)由底部的金屬網(wǎng)20 與金屬片30相抵接，由此反復(fù)執(zhí)行蒸發(fā)及冷凝的動作。
若電子元件200處于持續(xù)高溫狀態(tài)，或是電子元件200表面溫度不均 時，將導(dǎo)致該傳熱裝置100內(nèi)部空間的壓力及溫度不平均，此時，氣化流 體會因壓力差而迅速分布至較低溫的區(qū)域，進(jìn)而使該傳熱裝置100能更平 均的吸收熱量，確保傳熱的液態(tài)工質(zhì)40由冷凝端10b回流至蒸發(fā)端10a 的過程能順暢快速。
另須特別說明的是，本實用新型上述傳熱裝置100的制造方法并不僅 局限于上、下沖壓的殼體制程，亦可以金屬圓管直接沖壓形成。
由上述可知，本實用新型的傳熱裝置100利用液體的相變化原理，以
將電子元件200(如芯片)的高熱流密度迅速均勻分散，以降低電子元件200 的表面溫度，使電子元件200的運用能擴(kuò)展至更高的積集度，以及能夠于更高速的條件下運作，如計算機(jī)CPU的散熱、LED燈具的散熱等等。再者， 本實用新型的傳熱裝置的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、容易批量生產(chǎn)，是可取 代現(xiàn)有芯片外部覆蓋整合型散熱片的設(shè)計。
是以，本實用新型于同類產(chǎn)品中己具有進(jìn)步與實用性，且，本實用新 型于申請前并無相同物品見于刊物或公開使用，是以，本實用新型實已具 備新型專利的條件，故依法提出申請。
唯，以上所述的，僅為本實用新型的數(shù)個較佳可行實施例而己，故凡 是應(yīng)用本實用新型說明書及申請專利范圍所為的等效結(jié)構(gòu)變化，理應(yīng)包含 在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種快速均溫傳熱裝置，其特征在于，包括一密封容器，內(nèi)部填充有液態(tài)工質(zhì)，且該密封容器的內(nèi)部定義有相對的一頂面與一底面；一金屬片，設(shè)于該密封容器內(nèi)，該金屬片具有多個貫穿的通氣孔，且其上、下表面分別凸設(shè)有多個支撐柱；以及二金屬網(wǎng)，分別受到該金屬片的上、下表面的支撐柱頂?shù)?，且緊抵于該密封容器的頂面與底面。
2. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬片與該二金屬網(wǎng)相疊置，其疊置的高度大于或等于該密封容器的頂、底 面間的距離。
3. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該密 封容室具有一冷凝端，該冷凝端上設(shè)置有一散熱鰭片。
4. 如權(quán)利要求3所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該散 熱鰭片一體形成于該冷凝端上。
5. 如權(quán)利要求1所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬網(wǎng)為含有100網(wǎng)目以上的網(wǎng)體。
6. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬網(wǎng)為由附著于該密閉容器內(nèi)表面的金屬燒結(jié)粉末構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬片一體沖壓形成有所述支撐柱及通氣孔。
8. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬片為含有20網(wǎng)目以下的網(wǎng)體。
9. 如權(quán)利要求l所述的快速均溫傳熱裝置，其特征在于，其中該金 屬片為大孔徑的金屬編織網(wǎng)或金屬沖模網(wǎng)。
專利摘要一種快速均溫傳熱裝置，包括有一內(nèi)部填充有液態(tài)工質(zhì)的密封容器，以及一設(shè)于該密封容器內(nèi)的金屬片，該金屬片具有多個貫穿的通氣孔，且其上、下表面分別凸設(shè)有多個支撐柱；以及包括二分別受到該金屬片的上、下支撐柱頂?shù)值慕饘倬W(wǎng)，該二金屬網(wǎng)緊貼于該密封容器的二相對內(nèi)表面；由此，本實用新型利用上述傳熱結(jié)構(gòu)及液體的相變化原理，使得電子元件的高熱流密度能夠迅速均勻分散。
文檔編號H01L23/367GK201286211SQ200820116370
公開日2009年8月5日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者金積德 申請人:金積德