[發(fā)明專利]平板蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)及具有平板蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的回路式熱管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710103889.6
• 申請(qǐng)日: 2007-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101307996A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康尚文;蔡孟昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 私立淡江大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D15/02
• 分類號(hào): F28D15/02;F28D15/04;H05K7/20;H01L23/427
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種回路式熱管，特別是關(guān)于一種具有平板蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的回路式熱管。

背景技術(shù)

由于半導(dǎo)體工藝的進(jìn)展，芯片的導(dǎo)線數(shù)一直在增加，為了要容納這些導(dǎo)線，封裝后的面積常是芯片面積(Die?Area)的數(shù)倍。因此封裝表面的熱量并非均勻的分布，容易形成熱點(diǎn)(Hotspot)繼而因熱應(yīng)力不均而導(dǎo)致芯片損壞。熱管(Heat?Pipe)的作用即在快速的將熱導(dǎo)往其他散熱裝置，再通過(guò)散熱模塊將熱排除，目前的熱管設(shè)計(jì)最多是應(yīng)用在筆記型電腦的散熱，包括下列幾種方式：

(1)強(qiáng)制氣冷散熱；

(2)強(qiáng)制液冷散熱；

(3)熱管相變化散熱；

(4)制冷器散熱；

(5)冷凍式散熱。

其中，冷凍式散熱又可分為微流道熱沉(Micro?Channel?Heat?Sink)、微散熱器(Micro?Heat?Exchanger)、微冷凍機(jī)(Micro?MiniatureRefrigerators)、微熱管(Micro?Heat?Pipes)、微噴流(Micro?Jets)、液滴冷卻(Droplet?Cooling)，高單價(jià)的散熱模式雖有高散熱效能，卻不符合現(xiàn)在低成本高功率的電腦使用，因此發(fā)展低成本、高效能、低磨耗的散熱裝置是未來(lái)的趨勢(shì)。

圖1為顯示傳統(tǒng)熱管結(jié)構(gòu)的示意圖，該傳統(tǒng)的熱管結(jié)構(gòu)100是由密閉容器1、毛細(xì)結(jié)構(gòu)2與工作流體3所構(gòu)成(參閱圖1所示)，該密閉容器1是于抽真空后注入適量的工作流體3。當(dāng)該容器1的蒸發(fā)端1a(Evaporator)受熱，該工作流體3吸熱而氣化，所產(chǎn)生的蒸氣31(Vapor)則流向凝結(jié)端1b(Condenser)放熱，藉由不同溫度下所產(chǎn)生的不同飽和蒸氣壓驅(qū)動(dòng)流體，而凝結(jié)液32將通過(guò)毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的毛細(xì)作用回流至原加熱位置蒸發(fā)端1a，其工作原理是利用兩相變化過(guò)程會(huì)吸收大量熱的原理。由于熱管結(jié)構(gòu)100內(nèi)的工作流體3藉由兩相變化傳輸熱量，因而可得到極高的熱傳導(dǎo)性，達(dá)成快速導(dǎo)熱的目的，營(yíng)造一個(gè)超熱導(dǎo)的環(huán)境。

一般應(yīng)用于電子元件散熱的熱管與發(fā)熱源的接觸面積相當(dāng)有限，其管狀造型亦有形狀上的限制，壓扁、彎角都會(huì)大大降低熱管該有的性能，其熱管會(huì)因此失去效用。因此，業(yè)界將兩相變化利用在平板之中，目的在減少厚度、并去除熱管本身的飛濺限制，此技術(shù)即名為「平板熱管(Plate?Heat?Pipe)」，與此雷同的技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能源技術(shù)的領(lǐng)域，稱之為回路式熱管200(參閱圖2所示)，是由一蒸發(fā)端1a受熱，工作流體3吸熱而氣化，所產(chǎn)生的蒸氣31經(jīng)由一蒸氣管路11a導(dǎo)引至一凝結(jié)端1b放熱，再由一液體管路11b回流至該蒸發(fā)端1a。

然而，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是我國(guó)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)之一，隨著電子產(chǎn)品功能不斷增強(qiáng)，內(nèi)部電子元件因高功率而產(chǎn)生的高溫現(xiàn)象，須有良好的散熱裝置加以冷卻。現(xiàn)有的散熱鰭片-風(fēng)扇為主的散熱機(jī)制，勢(shì)必?zé)o法滿足未來(lái)微電子元件散熱需求，再者，水冷散熱的散熱模式容易導(dǎo)致水分子溢出，而影響電子元件短路的危機(jī)。

舉凡現(xiàn)代微電子產(chǎn)品(3C：Computer、Communication、Consumer?ElectronProducts)以及半導(dǎo)體原件(高功率LED、激光、LED陣列)及大尺寸電視背光模塊的散熱問(wèn)題，且高科技的商品才能打進(jìn)民生用品中，成為大家都能擁有的高技術(shù)，而在熱管積極發(fā)展的同時(shí)，電子產(chǎn)品的發(fā)熱量也是日進(jìn)百里，隨著元件小型化、運(yùn)算速度增量，熱的問(wèn)題已經(jīng)浮上臺(tái)面，因此現(xiàn)在很多做電子半導(dǎo)體的廠商，紛紛成立系統(tǒng)或元件散熱的研發(fā)部門，以解決該散熱問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種平板蒸發(fā)器及回路式熱管，用以將在封閉的區(qū)域內(nèi)裝填有可隨溫度變化作液、氣相態(tài)變化的工作流體，利用此相變化大量快速的傳遞熱量。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是：提供一種迷你平板式熱管，使整體能提高作動(dòng)性能及具有較高的散熱效率，以因應(yīng)未來(lái)高致密性電子元件的散熱需求。