散热单元.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103547113 A (43)申请公布日 2014.01.29 CN 103547113 A (21)申请号 201210237309.3 (22)申请日 2012.07.10 H05K 7/20(2006.01) F28D 15/02(2006.01) (71)申请人 宏碁股份有限公司 地址 中国台湾台北县 (72)发明人 谢铮玟 廖文能 黄庭强 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 聂慧荃 潘培坤 (54) 发明名称 散热单元 (57) 摘要 一种散热单元， 包括一散热器、 一导热构件以 及一热管， 其中导热构件连接一热源， 。

2、热管连接导 热构件与散热器， 其中热管包括一管体与两种填 充材料， 管体形成有封闭的一第一腔体以及一第 二腔体， 两种填充材料分别填充于第一腔体与第 二腔体内， 当导热构件将来自热源的热能传递至 热管时， 填充材料发生不同的相变化， 使热能经由 热管传递至散热器。 利用本发明的散热单元， 可帮 助热管传递大量热能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103547113 A CN 103547113 A 1/1 页 2 1. 一种散热。

3、单元， 包括 ： 一散热器 ； 一导热构件， 连接一热源 ； 一热管， 连接该导热构件与该散热器， 其中该热管包括 ： 一管体， 形成有封闭的一第一腔体以及一第二腔体 ； 以及 两种填充材料， 分别填充于该第一腔体与该第二腔体内 ； 其中， 当该导热构件将来自该热源的热能传递至该热管时， 所述填充材料发生不同的 相变化， 使热能经由该热管传递至该散热器。 2. 如权利要求 1 所述的散热单元， 其中所述填充材料包括一第一材料与一第二材料， 其中该第一材料吸热时由液态转变成气态， 并在放热时由气态转变成液态， 该第二材料吸 热时由固态转变成液态， 并在放热时由液态转变成固态。 3. 如权利要求 。

4、2 所述的散热单元， 其中该第一材料的沸点介于 25至 45之间。 4. 如权利要求 2 或 3 所述的散热单元， 其中该第二材料的熔点介于 40至 60之间。 5. 如权利要求 2 所述的散热单元， 其中该第一腔体位于该导热构件与该第二腔体之 间， 且该第一材料与该第二材料分别设置于该第一、 第二腔体内。 6. 如权利要求 2 所述的散热单元， 其中该第一腔体位于该导热构件与该第二腔体之 间， 该第一材料与该第二材料分别设置于该第二腔体与该第一腔体内。 7. 如权利要求 1 所述的散热单元， 其中该第一腔体环绕该第二腔体。 8. 如权利要求 1 所述的散热单元， 其中该第二腔体的一部分凸出于。

5、该第一腔体。 9. 如权利要求 1 所述的散热单元， 其中该第一腔体邻近该导热构件， 该第二腔体位于 该散热器与该第一腔体之间， 且该散热器环绕该第二腔体。 10. 如权利要求 4 所述的散热单元， 其中该第一腔体位于该导热构件与该第二腔体之 间， 该第一材料与该第二材料分别设置于该第二腔体与该第一腔体内。 权 利 要 求 书 CN 103547113 A 2 1/4 页 3 散热单元 技术领域 0001 本发明涉及一种散热单元， 尤其涉及一种具有不同填充材料的散热单元。 背景技术 0002 一般电子装置在使用过程中会产生热能， 因此通常需要设置散热单元将热能散 出， 从而防止电子装置因过热而。

6、损坏。 常见的散热单元使用热管来传递热能， 其中热管内具 有可发生相变化的填充材质， 可通过相变化来增加热管的传热效率。 然而， 当电子装置产生 的热能超过填充材质所能承受的上限时， 填充材质将不再发生相变化， 如此将导致热管的 导热效率大幅降低。有鉴于此， 如何设计散热单元以解决上述问题点， 开始成为一重要课 题。 发明内容 0003 为解决上述问题， 本发明的一实施例提供一种散热单元， 其包括一散热器、 一导热 构件以及一热管， 其中导热构件连接一热源， 热管连接导热构件与散热器， 其中热管包括一 管体与两种填充材料， 其中管体形成有封闭的一第一腔体以及一第二腔体， 两种填充材料 分别填充。

7、于第一腔体与第二腔体内， 当导热构件将来自热源的热能传递至热管时， 填充材 料发生不同的相变化， 使热能经由热管传递至散热器。 0004 在一实施例中， 前述填充材料包括一第一材料与一第二材料， 其中第一材料吸热 时由液态转变成气态， 并在放热时由气态转变成液态， 第二材料吸热时由固态转变成液态， 并在放热时由液态转变成固态。 0005 在一实施例中， 前述第一材料的沸点介于 25至 45之间。 0006 在一实施例中， 前述第二材料的熔点介于 40至 60之间。 0007 在一实施例中， 前述第一腔体位于导热构件与第二腔体之间， 且第一材料与第二 材料分别设置于第一、 第二腔体内。 0008。

8、 在一实施例中， 前述第一腔体位于导热构件与第二腔体之间， 第一材料与第二材 料分别设置于第二腔体与第一腔体内。 0009 在一实施例中， 前述第一腔体环绕第二腔体。 0010 在一实施例中， 前述第二腔体的一部分凸出于第一腔体。 0011 在一实施例中， 前述第一腔体邻近导热构件， 第二腔体位于散热器与第一腔体之 间， 且散热器环绕第二腔体。 0012 在一实施例中， 前述热源包括一电子元件， 导热构件包括金属材质。 0013 本发明具有以下有益效果 ： 本发明的散热单元可帮助热管传递热能， 当电子元件 运作并产生大量的热能时， 导热构件可将电子元件产生的热能传递至热管， 再经由热管内 的填。

9、充材料将热能传递至散热器散出。 附图说明 说 明 书 CN 103547113 A 3 2/4 页 4 0014 图 1 为本发明的一实施例的散热单元与电子元件的示意图 ； 0015 图 2A 为沿图 1 中 A-A 方向的剖面图 ； 0016 图 2B 为沿图 1 中 B-B 方向的剖面图 ； 0017 图 3A 为本发明的另一实施例的散热单元与电子元件的示意图 ； 0018 图 3B 为图 3A 中的热管的剖面图 ； 0019 图 4A 为本发明的另一实施例的散热单元与电子元件的示意图 ； 0020 图 4B 为图 4A 中的热管的剖面图 ； 0021 图 5A 为本发明的另一实施例的散热。

10、单元与电子元件的示意图 ； 0022 图 5B 为图 5A 中的热管的剖面图 ； 0023 图 6A 为本发明的另一实施例的散热单元与电子元件的示意图 ； 以及 0024 图 6B 为沿图 6A 中 C-C 方向的剖面图。 0025 其中， 附图标记说明如下 ： 0026 散热单元 1 ； 0027 散热器 10 ； 0028 导热构件 11 ； 0029 热管 12 ； 0030 管体 121 ； 0031 第一腔体 122 ； 0032 第二腔体 123 ； 0033 电子元件 E ； 0034 第一材料 M1 ； 0035 第二材料 M2 ； 0036 第一端 S1 ； 0037 第二端。

11、 S2。 具体实施方式 0038 首先请参阅图 1， 本发明一实施例的散热单元 1 设置于一电子装置内部， 用以对电 子装置内的一电子元件 E 进行散热。前述电子装置例如为笔记本电脑、 平板电脑或行动通 讯装置， 电子元件 E 则例如可为显示卡或是中央处理器。本发明的散热单元 1 主要包括一 散热器 10、 一导热构件 11 以及一热管 12， 导热构件 11 例如为金属材质的构件， 固定在电子 元件 E 上， 热管 12 连接导热构件 11 与散热器 10， 当电子元件 E 运作时会产生大量的热能， 此时电子元件 E 可视为一热源， 导热构件 11 可将电子元件 E 产生的热能传递至热管 1。

12、2， 再 经由热管 12 将热能向左侧 （-X 轴方向） 传递至散热器 10， 最后再由散热器 10 将热能散出。 0039 接着请一并参阅图 2A、 图 2B， 其中图 2A 为图 1 中沿 A-A 方向的剖面图， 图 2B 为图 1 中沿 B-B 方向的剖面图。如图 2A 所示， 在本实施例中的热管 12 主要包括一管体 121 以 及两种填充材料， 其中管体 121 形成有一第一端 S1、 一第二端 S2 以及各自封闭的第一腔体 122 与第二腔体 123， 其中第一端 S1 邻近于电子元件 E， 第二端 S2 邻近于散热器 10， 第二腔 体 123 位于第一腔体 122 的上方， 且。

13、第一腔体 122 位于导热构件 11 与第二腔体 123 之间。 0040 前述两种填充材料包括一第一材料 M1 与一第二材料 M2， 在本实施例中的第一材 说 明 书 CN 103547113 A 4 3/4 页 5 料 M1 可为沸点介于 25至 45间的无毒性液态材料， 并具有较低的表面张力 ； 第二材料 M2 可为熔点介于 40至 60间的固态导热介面材料 （thermal interface material） ， 并 具有高比热的性质。如图所示， 第一材料 M1 设置于第一腔体 122 内， 第二材料 M2 设置于第 二腔体 123 内， 其中当热管 12 将热能由导热构件 11 。

14、向左侧 （-X 轴方向） 传递至散热器 10 时， 热管 12 内的第一材料 M1 与第二材料 M2 将分别发生不同的相变化， 从而帮助热管 12 传 递热能。 0041 更详细而言， 第一材料 M1 在常温时为液态， 当电子元件 E 将热能传递至热管 12 的 第一端S1附近时， 第一腔体122内的第一材料M1可吸收热能并由液态转变成气态 ； 当气态 的第一材料 M1 接近热管 12 的第二端 S2 时可向散热器 10 释放出热能， 并由气态转变回液 态。如此， 第一材料 M1 便可在第一腔体 122 内产生循环对流， 以有效地将热能带至散热器 10。 0042 如图 2A 所示， 第二材料。

15、 M2 设置于第一材料 M1 上方的第二腔体 123， 其中第二材 料 M2 在常温时为固态， 其中第一材料 M1 吸收的热能可传递至第二材料 M2。由于第一材料 M1 可在第一腔体 122 内产生循环对流， 因此可将热能均匀地传递至第二材料 M2， 使第二材 料 M2 由固态转变成液态 ； 应了解的是液态的第二材料 M2 会流向热管 12 的第二端 S2， 从而 向散热器 10 释放出热能， 并会由液态转变回固态。在本实施例中， 第二材料 M2 如同一个热 储， 可通过固态-液态之间的相变特性储存或释放大量的热能， 从而帮助散热单元1更有效 率地传递热能并进行散热。 0043 接着请一并参阅。

16、图 3A、 图 3B， 在本发明另一实施例中， 第一材料 M1 设置于第二腔 体123内， 第二材料M2设置于第一腔体122内。 与前述实施例不同之处在于， 电子元件E所 产生的热能将通过导热构件 11 先传递至第一腔室 122 内的第二材料 M2， 然后第二材料 M2 再将热能传递至上方的第一材料M1。 由于第二材料M2具有高比热性质， 在由固态转变成液 态的过程中可吸收大量的热能， 故可避免第一材料 M1 因吸收过多热量而完全转变成气态， 导致热传效率大幅降低的情况发生。 0044 再请一并参阅图4A、 图4B， 在本发明另一实施例中， 前述第一腔体122环绕第二腔 体 123（如图 4B。

17、 所示） ， 其中第一材料 M1 设置于第一腔体 122 内， 第二材料 M2 设置于第二 腔体 123 内， 如此一来第一材料 M1 便可通过对流作用加速其内的第二材料 M2 进行热交换， 从而增加热管 12 整体热能的传递效率。 0045 接着请参阅图 5A、 图 5B， 在本发明另一实施例中， 亦可将第一材料 M1 设置于第二 腔体123内， 并将第二材料M2设置于第一腔体122内， 其中第一腔体122环绕第二腔体123 （如图 5B 所示） 。特别地是， 第二腔体 123 在热管 12 左侧 （-X 轴方向） 的一部分凸出于环绕 其外的第一腔体 122， 从而增加热管 12 与散热器 。

18、10 之间的接触面积， 使热能更有效率地传 递至散热器 10。 0046 再请一并参阅图 6A、 图 6B， 其中图 6B 为图 6A 中沿 C-C 方向的剖面图。在本发明 另一实施例中， 热管 12 大致呈一矩形结构， 并设置于电子元件 E 和导热构件 11 的上方 （如 图 6B 所示） ， 其中第一腔体 122 邻近于导热构件 11， 第二腔体 123 则环绕第一腔体 122 并位 于散热器 10 与第一腔体 122 之间， 其中散热器 10 具有一环状结构并环绕于第二腔体 123 外侧。 0047 在本实施例中， 第一材料 M1 与第二材料 M2 分别设置于第二腔体 123 与第一腔体。

19、 说 明 书 CN 103547113 A 5 4/4 页 6 122内， 当电子元件E将热能传递至热管12的第一腔体122时， 第一腔体122内的第二材料 M2 可吸收热能并由固态转变成液态， 同时可将热能传递至周围第二腔体 123 内的第一材料 M1， 其中第一材料 M1 可吸收热能并产生对流作用， 从而快速且均匀地将热能传递至环绕其 外的散热器 10。 0048 综上所述， 本发明提供一种散热单元， 可设置在一电子装置内部， 用以对电子装置 内的一电子元件进行散热。其中， 散热单元主要包括一散热器、 一导热构件以及一热管， 前 述热管主要包括一管体以及两种填充材料容置于管体内， 且两种填。

20、充材料可吸热并发生不 同的相变化， 从而帮助热管传递热能。 当电子元件运作并产生大量的热能时， 导热构件可将 电子元件产生的热能传递至热管， 再经由热管内的填充材料将热能传递至散热器散出。 0049 虽然本发明以前述的实施例揭露如上， 然其并非用以限定本发明。本领域技术人 员在不脱离本发明的精神和范围内， 可以做出部分的变动与润饰。 因此， 本发明的保护范围 当视所附的权利要求书所界定的范围为准。 说 明 书 CN 103547113 A 6 1/9 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 7 2/9 页 8 图 2A 说 明 书 附 图 CN 103547113 A。

21、 8 3/9 页 9 图 3A 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 9 4/9 页 10 图 2B图 3B 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 10 5/9 页 11 图 4A 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 11 6/9 页 12 图 5A 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 12 7/9 页 13 图 4B图 5B 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 13 8/9 页 14 图 6A 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 14 9/9 页 15 图 6B 说 明 书 附 图 CN 103547113 A 15 。