[发明专利]平板蒸发器结构及具有平板蒸发器结构的回路式热管

说明书

技术领域

本发明有关于一种回路式热管，特别是关于一种具有平板蒸发器结构的回路式热管。

背景技术

由于半导体工艺的进展，芯片的导线数一直在增加，为了要容纳这些导线，封装后的面积常是芯片面积(Die Area)的数倍。因此封装表面的热量并非均匀的分布，容易形成热点(Hotspot)继而因热应力不均而导致芯片损坏。热管(Heat Pipe)的作用即在快速的将热导往其他散热装置，再通过散热模块将热排除，目前的热管设计最多是应用在笔记型电脑的散热，包括下列几种方式：

(1)强制气冷散热；

(2)强制液冷散热；

(3)热管相变化散热；

(4)制冷器散热；

(5)冷冻式散热。

其中，冷冻式散热又可分为微流道热沉(Micro Channel Heat Sink)、微散热器(Micro Heat Exchanger)、微冷冻机(Micro MiniatureRefrigerators)、微热管(Micro Heat Pipes)、微喷流(Micro Jets)、液滴冷却(Droplet Cooling)，高单价的散热模式虽有高散热效能，却不符合现在低成本高功率的电脑使用，因此发展低成本、高效能、低磨耗的散热装置是未来的趋势。

图1为显示传统热管结构的示意图，该传统的热管结构100是由密闭容器1、毛细结构2与工作流体3所构成(参阅图1所示)，该密闭容器1是于抽真空后注入适量的工作流体3。当该容器1的蒸发端1a(Evaporator)受热，该工作流体3吸热而气化，所产生的蒸气31(Vapor)则流向凝结端1b(Condenser)放热，藉由不同温度下所产生的不同饱和蒸气压驱动流体，而凝结液32将通过毛细结构2的毛细作用回流至原加热位置蒸发端1a，其工作原理是利用两相变化过程会吸收大量热的原理。由于热管结构100内的工作流体3藉由两相变化传输热量，因而可得到极高的热传导性，达成快速导热的目的，营造一个超热导的环境。

一般应用于电子元件散热的热管与发热源的接触面积相当有限，其管状造型亦有形状上的限制，压扁、弯角都会大大降低热管该有的性能，其热管会因此失去效用。因此，业界将两相变化利用在平板之中，目的在减少厚度、并去除热管本身的飞溅限制，此技术即名为「平板热管(Plate Heat Pipe)」，与此雷同的技术应用于太阳能源技术的领域，称之为回路式热管200(参阅图2所示)，是由一蒸发端1a受热，工作流体3吸热而气化，所产生的蒸气31经由一蒸气管路11a导引至一凝结端1b放热，再由一液体管路11b回流至该蒸发端1a。

然而，半导体产业是我国具有全球竞争力的产业之一，随着电子产品功能不断增强，内部电子元件因高功率而产生的高温现象，须有良好的散热装置加以冷却。现有的散热鳍片-风扇为主的散热机制，势必无法满足未来微电子元件散热需求，再者，水冷散热的散热模式容易导致水分子溢出，而影响电子元件短路的危机。

举凡现代微电子产品(3C：Computer、Communication、Consumer ElectronProducts)以及半导体原件(高功率LED、激光、LED阵列)及大尺寸电视背光模块的散热问题，且高科技的商品才能打进民生用品中，成为大家都能拥有的高技术，而在热管积极发展的同时，电子产品的发热量也是日进百里，随着元件小型化、运算速度增量，热的问题已经浮上台面，因此现在很多做电子半导体的厂商，纷纷成立系统或元件散热的研发部门，以解决该散热问题。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题是：提供一种平板蒸发器及回路式热管，用以将在封闭的区域内装填有可随温度变化作液、气相态变化的工作流体，利用此相变化大量快速的传递热量。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种迷你平板式热管，使整体能提高作动性能及具有较高的散热效率，以因应未来高致密性电子元件的散热需求。