TWI558303B - 散熱裝置 - Google Patents

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TWI558303B TW102142506A TW102142506A TWI558303B TW I558303 B TWI558303 B TW I558303B TW 102142506 A TW102142506 A TW 102142506A TW 102142506 A TW102142506 A TW 102142506A TW I558303 B TWI558303 B TW I558303B
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Description

散熱裝置
本發明是有關於一種散熱裝置，且特別是有關於一種可提供發熱元件使用的散熱裝置。
一般而言，當發光二極體發出高亮度的光線時，會產生大量的熱能。倘若熱能無法逸散而不斷地堆積在發光二極體內，發光二極體的溫度會持續地上升。如此一來，發光二極體可能會因為過熱而導致亮度衰減及使用壽命縮短，嚴重者甚至造成永久性的損壞。為了預防發光二極體過熱導致暫時性或永久性的失效，發光二極體必須配置散熱塊，來降低發熱源之工作溫度，進而讓發光二極體可正常運作。
本發明提供一種散熱裝置，其具有較佳的散熱效果。
本發明的散熱裝置，其包括一封裝載板、多個散熱鰭片、一霧化器以及一驅動單元。封裝載板具有彼此相對的一承載表面以及一配置表面。配置表面區分為一第一區以及一環繞第一區的 第二區。這些散熱鰭片配置於封裝載板上且位於配置表面的第二區。這些散熱鰭片與封裝載板定義出一容納空間。這些散熱鰭片的延伸方向垂直於封裝載板的延伸方向。霧化器配置於這些散熱鰭片上且位於容納空間中。霧化器包括一霧化單元、一液體容納槽以及連通液體容納槽的一流體通道。液體容納槽、這些散熱鰭片以及封裝載板定義出一流體腔室。霧化單元連通液體容納槽，且一工作流體存放與液體容納槽中。驅動單元電性連接霧化器，以將工作流體驅往霧化單元而霧化成一霧化微液。霧化微液流動於流體腔室中，並經由流體通道回到液體容納槽中。
在本發明的一實施例中，上述的配置表面的第一區具有一凹凸表面結構。
在本發明的一實施例中，上述的這些散熱鰭片包括多個第一散熱鰭片以及多個第二散熱鰭片。這些第一散熱鰭片環繞第一區的周圍，而這些第二散熱鰭片環繞這些第一散熱鰭片，且這些第一散熱鰭片與封裝載板定義出容納空間。
在本發明的一實施例中，上述的這些散熱鰭片更包括多個第一連接部以及多個第二連接部。這些第一連接部連接於這些第一散熱鰭片與這些第二散熱鰭片之間。這些第二連接部連接於這些第二散熱鰭片之間。
在本發明的一實施例中，上述的散熱裝置更包括多個固定元件，配置於這些第一散熱鰭片與霧化器之間，以將霧化器固定於這些第一散熱鰭片上。
在本發明的一實施例中，上述的這些散熱鰭片的延伸方向為水平方向，而霧化器位於封裝載板的一側，且霧化微液是由左側往右側噴出或右側往左側噴出。
在本發明的一實施例中，上述的液體容納槽具有一液體入口以及一液體出口。液體入口與液體出口彼此相對且位於容納空間之外。
在本發明的一實施例中，上述的霧化器更包括一回收容納槽，連接液體容納槽且具有一液體入口、一液體出口、一回收入口及一回收出口。回收入口連通流體通道，而回收出口連通液體容納槽，且液體入口相對於液體出口較鄰近回收出口。
在本發明的一實施例中，上述的霧化器位於封裝載板的下方，且霧化微液是由下方往上方噴出。
在本發明的一實施例中，上述的霧化器位於封裝載板的上方，且霧化微液是由上方往下方噴出。
基於上述，由於本發明的散熱裝置具有散熱鰭片以及霧化器，因此可以藉由散熱鰭片進行被動式散熱以及透過霧化器所形成的霧化液滴來進行主動式散熱。故，後續將一發熱元件(如發光二極體晶片、功率放大器或電源積體電路(Power IC))配置於封裝載板的承載表面上時，本發明的散熱裝置可有效地降低發熱元件的工作溫度，可具有較佳的散熱效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100a、100b、100c、100d‧‧‧散熱裝置
110‧‧‧封裝載板
112‧‧‧承載表面
114‧‧‧配置表面
114a‧‧‧第一區
114b‧‧‧第二區
115‧‧‧凹凸表面結構
120‧‧‧散熱鰭片
122‧‧‧第一散熱鰭片
124‧‧‧第二散熱鰭片
124a、124b‧‧‧第二子散熱鰭片
125‧‧‧側表面
126‧‧‧第一連接部
128‧‧‧第二連接部
130a、130b、130c‧‧‧霧化器
132a、132b、132c‧‧‧霧化單元
133b、133c‧‧‧微開口
134a、134b、134c‧‧‧液體容納槽
136a、136b、136c‧‧‧流體通道
138d‧‧‧回收容納槽
140‧‧‧驅動單元
150‧‧‧固定元件
C‧‧‧流體腔室
E1、E1’‧‧‧液體入口
E2、E2’‧‧‧液體出口
E3’‧‧‧回收入口
E4’‧‧‧回收出口
F‧‧‧工作流體
S‧‧‧容納空間
M‧‧‧霧化微液
圖1繪示為本發明的一實施例的一種散熱裝置的示意圖。
圖2繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。
圖3繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。
圖4繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。
圖1繪示為本發明的一實施例的一種散熱裝置的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，散熱裝置100a包括一封裝載板110、多個散熱鰭片120、一霧化器130a以及一驅動單元140。封裝載板110具有彼此相對的一承載表面112以及一配置表面114。配置表面114區分為一第一區114a以及一環繞第一區114a的第二區114b。這些散熱鰭片120配置於封裝載板110上且位於配置表面114的第二區114b。這些散熱鰭片120與封裝載板110定義出一容納空間S。這些散熱鰭片120的延伸方向垂直於封裝載板110的延伸方向。霧化器130a配置於這些散熱鰭片120上且位於容納空間S中。霧化器130a包括一霧化單元132a、一液體容納槽134a以及連通液體容納槽134a的一流體通道136a。液體容納槽134a、這些散熱鰭片120以及封裝載板110定義出一流體腔室C。霧化單元132a連通液體容納槽134a，且一工作流體F存放與液體容納 槽134a中。驅動單元140電性連接霧化器130a，以將工作流體F驅往霧化單元132a而霧化成一霧化微液M。霧化微液M流動於流體腔室C中，並經由流體通道136a回到液體容納槽134a中。此處，霧化單元132a例如是一壓電材料元件。
更具體來說，在本實施例中，封裝載板110例如是由多層圖案化導電層(未繪示)與至少一絕緣層(未繪示)所構成，其中絕緣層配置於相鄰之二圖案化導電層之間用以達到絕緣的效果；或者是，封裝載板110例如是一金屬基材，於此並不加以限制封裝載板110的結構型態。特別是，本實施例的封裝載板110的配置表面114的第一區114a具有一凹凸表面結構115，其目的在於增加配置表面114與霧化微液M的接觸面積，以有效地降低後續配置於承載表面112上的一發熱元件(未繪示)的工作溫度。
再者，本實施例的這些散熱鰭片120具體化包括多個第一散熱鰭片122以及多個第二散熱鰭片124。這些第一散熱鰭片122環繞配置表面114的第一區114a的周圍，而這些第二散熱鰭片124環繞這些第一散熱鰭片122，且這些第一散熱鰭片122與封裝載板110定義出容納空間S。更詳細來說，本實施例的第二散熱鰭片124可區分為多個第二子散熱鰭片124a以及多個第二子散熱鰭片124b，其中這些第二子散熱鰭片124a環繞這些第一散熱鰭片122，且這些第二子散熱鰭片124a的結構型態實質上與這些第一散熱鰭片122的結構型態相同，即為直條狀。另一方面，第二子散熱鰭片124b環繞這些第二子散熱鰭片124a且延伸至封裝 載板110之外，其中這些第二子散熱鰭片124b相對遠離這些第二子散熱鰭片124a的側表面125為一凹凸表面，其目的在於增加散熱面積。
此外，本實施例的這些散熱鰭片120更包括多個第一連接部126以及多個第二連接部128，其中這些第一連接部126連接於這些第一散熱鰭片122與這些第二散熱鰭片124的第二子散熱鰭片124a之間。這些第二連接部128連接於這些第二散熱鰭片124的第二子散熱鰭片124a與第二子散熱鰭片124a之間以及第二子散熱鰭片124a與第二子散熱鰭片124b之間。另外，本實施例的散熱裝置100a更包括多個固定元件150，其中固定元件150配置於這些第一散熱鰭片122與霧化器130a之間，以將霧化器130a固定於這些第一散熱鰭片122上。如圖1所示，本實施例的霧化器130a具體化為位於封裝載板110的正下方，且霧化微液M是由下方往上方噴出。
當驅動單元140驅動工作流體F(如冷卻液)驅往霧化單元132a時，霧化單元132a透過一壓電震動的原理將振動能量偶合至工作流體F中，並在工作流體F的表面產生毛細波(capillary wave)，而以霧化微液M的型態流動於流體腔室C中。也就是說，霧化單元132a藉由壓電轉換原理產生震動，而使工作流體F被震盪成霧化微液M。此時，流動於流體腔室C中的霧化微液M可透過對流的方式將位於承載表面112上的發熱元件(未繪示)的工作溫度帶走，而達到主動式散熱的效果。而，霧化微液M也會因 為重力作用而經由流體通道136a回到液體容納槽134a中，而形成一不斷循環的冷卻回收系統。
由於本實施例的散熱裝置100a具有散熱鰭片120以及霧化器130a，因此可以藉由散熱鰭片120進行被動式散熱以及透過霧化器130a所形成的霧化液滴M來進行主動式散熱。故，後續將一發熱元件(如發光二極體晶片、功率放大器或電源積體電路(Power IC))(未繪示)配置於封裝載板110的承載表面112上時，本實施例的散熱裝置100a可有效地降低發熱元件的工作溫度，可具有較佳的散熱效果。
以下將用多個實施例來說明散熱基板100b、100c、100d的結構設計。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。請參考圖2，本實施例的散熱裝置100b與圖1的散熱裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的霧化器130b實值上位於封裝載板110的上方，且霧化微液M是由上方往下方噴出。更具體來說，本實施例的霧化器130b的霧化單元132b具體化為霧化薄膜132b，其中霧化薄膜132b具有多個微開口133b，而這些微開口133b的孔徑由鄰近液體容納槽134b往封裝載板110的方向逐漸變小。如圖2所示，霧化微液M會因為毛細現象的關係 經由流體通道136b而回到液體容納槽134b中。
圖3繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。請參考圖3，本實施例的散熱裝置100c與圖1的散熱裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：在本實施例中，這些散熱鰭片120的延伸方向實質上為沿一水平方向延伸，而霧化器130c位於封裝載板110的一側，如圖3所示為位於左側，且霧化微液M是由左側往右側噴出。當然，於其他未繪示的實施例中，霧化器亦可位於封裝載板的右側，且霧化微液是由右側往左側噴出。
再者，在本實施例中，霧化器130c的液體容納槽134c有部分延伸至容納空間S之外，且液體容納槽134c具有一液體入口E1以及一液體出口E2，其中液體入口E1與液體出口E2彼此相對且位於容納空間S之外。也就是說，霧化器130c只有霧化單元132c與流體通道136c是位於容納空間S中。此處，霧化器130c的霧化單元132c具體化為霧化薄膜132c，其中霧化薄膜132c具有多個微開口133c，而這些微開口133c的孔徑由鄰近液體容納槽134c往封裝載板110的方向逐漸變小。如圖3所示，霧化微液M會因為毛細現象的關係經由流體通道136c而回到液體容納槽134c中。
圖4繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的示意圖。請參考圖4，本實施例的散熱裝置100d與圖3的散熱裝置100c相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的霧化器130d包括一回收容納槽138d，連接液體容納槽134d且具有一液體入口E1’、 一液體出口E2’、一回收入口E3’及一回收出口E4’。回收入口E3’連通流體通道136d，而回收出口E4’連通液體容納槽134d，且液體入口E1’相對於液體出口E2’較鄰近回收出口E4’。此時，霧化器130d的霧化單元132d、液體容納槽134d以及流體通道136d皆位於容納空間S中，而僅由回收容納槽138d位於容納空間S之外。
綜上所述，由於本發明的散熱裝置具有散熱鰭片以及霧化器，因此可以藉由散熱鰭片進行被動式散熱以及透過霧化器所形成的霧化液滴來進行主動式散熱。故，後續將一發熱元件(如發光二極體晶片、功率放大器或電源積體電路(Power IC))配置於封裝載板的承載表面上時，本發明的散熱裝置可有效地降低發熱元件的工作溫度，可具有較佳的散熱效果。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100a‧‧‧散熱裝置
110‧‧‧封裝載板
112‧‧‧承載表面
114‧‧‧配置表面
114a‧‧‧第一區
114b‧‧‧第二區
115‧‧‧凹凸表面結構
120‧‧‧散熱鰭片
122‧‧‧第一散熱鰭片
124‧‧‧第二散熱鰭片
124a、124b‧‧‧第二子散熱鰭片
125‧‧‧側表面
126‧‧‧第一連接部
128‧‧‧第二連接部
130a‧‧‧霧化器
132a‧‧‧霧化單元
134a‧‧‧液體容納槽
136a‧‧‧流體通道
140‧‧‧驅動單元
150‧‧‧固定元件
C‧‧‧流體腔室
F‧‧‧工作流體
S‧‧‧容納空間
M‧‧‧霧化微液

Claims (10)

  1. 一種散熱裝置，包括：一封裝載板，具有彼此相對的一承載表面以及一配置表面，其中該配置表面區分為一第一區以及一環繞該第一區的第二區；多個散熱鰭片，配置於該封裝載板上且位於該配置表面的該第二區，其中該些散熱鰭片與該封裝載板定義出一容納空間，且該些散熱鰭片的延伸方向垂直於該封裝載板的延伸方向；一霧化器，配置於該些散熱鰭片上且位於該容納空間中，該霧化器包括一霧化單元、一液體容納槽以及連通該液體容納槽的一流體通道，其中該液體容納槽、該些散熱鰭片以及該封裝載板定義出一流體腔室，而該霧化單元連通該液體容納槽，且一工作流體存放與該液體容納槽中；以及一驅動單元，電性連接該霧化器，以將該工作流體驅往該霧化單元而霧化成一霧化微液，而該霧化微液流動於該流體腔室中，並經由該流體通道回到該液體容納槽中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該配置表面的第一區具有一凹凸表面結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該些散熱鰭片包括多個第一散熱鰭片以及多個第二散熱鰭片，該些第一散熱鰭片環繞該第一區的周圍，而該些第二散熱鰭片環繞該些第一散熱鰭片，且該些第一散熱鰭片與該封裝載板定義出該容納空間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的散熱裝置，其中該散熱鰭片 更包括多個第一連接部以及多個第二連接部，該些第一連接部連接於該些第一散熱鰭片與該些第二散熱鰭片之間，而該些第二連接部連接於該些第二散熱鰭片之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的散熱裝置，更包括：多個固定元件，配置於該些第一散熱鰭片與該霧化器之間，以將該霧化器固定於該些第一散熱鰭片上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該些散熱鰭片的延伸方向為水平方向，而該霧化器位於該封裝載板的一側，且該霧化微液是由左側往右側噴出或右側往左側噴出。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的散熱裝置，其中該液體容納槽具有一液體入口以及一液體出口，該液體入口與該液體出口彼此相對且位於該容納空間之外。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的散熱裝置，其中該霧化器更包括一回收容納槽，連接該液體容納槽且具有一液體入口、一液體出口、一回收入口及一回收出口，該回收入口連通該流體通道，而該回收出口連通該液體容納槽，且該液體入口相對於該液體出口較鄰近該回收出口。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該霧化器位於該封裝載板的下方，且該霧化微液是由下方往上方噴出。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該霧化器位於該封裝載板的上方，且該霧化微液是由上方往下方噴出。
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