专利名称：散热模块及其组装方法
技术领域：
本发明是有关一种模块及方法，且特别是有关一种具有良好散热效果的散热模块 及其组装方法。
背景技术：
一般而言，只要有传导介质的存在，就会有热阻存在而影响散热效果。所以，最佳 的散热模块配合方式是直接将散热器贴合在热源上。常见的散热器可以是鳍片、热管或是 鳍片与热管的组合。但是，因为热管与鳍片的形状的限制，使得散热器与热源的接触面积很 小而影响散热效果。举例而言，热管的形状多为圆形，所以若是直接将热管贴合在热源上， 热管与热源只会有点接触或是线接触，这将会影响散热效率。为了增加热传接触面积以提 高散热效果，市面常见的热管散热模块基本上是由铜制的底板、热管及鳍片组合而成。这种 散热模块的组装方式是利用焊锡或者黏胶以将上述三个组件固定在一起，其中铜制的底板 可以增加散热器与热源的热传接触面积。然而，同样也是因为热管及铜制的底板的形状以 及加工方式并无法将底板铣出可以完整包覆在热管边缘的形状，所以铜制的底板需要与热 管之间需要使用锡膏才能够组装在一起，并藉由锡膏增加铜制的底板及热管之间的接触面 积，以作为传导介质。然而，这又会回归到热源与散热器之间的传导介质(铜制的底板及问 题本质。详细而言，在将散热模块组装在热源上前，都要在热源贴合面加入填充物以形成 做为介质的散热板(thermal pad)，其原因是现有加工成型的热源贴合面，都不能做到绝对 的平面。微观来看，经过加工成型的热源贴合面还是会有坑洞，再加上配合热源贴合面的接 触材料硬度也很高，所以其热源贴合面很大的面积都是暴露在空气中，而除了辐射传导外， 静止的空气几乎是热传绝缘体。这时候，对于一个需要传递上百瓦但接触面积只有370厘 米平方左右的热源来讲，是一个致命的缺陷。所以，需要一种柔软并且很容易就被压变形的 介质来填充进这个被点、线和细小平面支撑起的配合间隙中以形成配合面。在这种情况下， 当表面粗糙度相同，配合面压力的方向、角度相同，因为柔软的材料其尖点、尖线或者微小 突起容易被压低，所以配合面的材质越软，将会使配合面因加工而形成的间隙越小。公知技术有另丨种方式可以将热管直接贴合在热源上的方法，但是这需要使用特 殊壁厚的热管。详细而言，是选用壁厚较一般为厚的热管，并先将热管排列在一起并与鳍片 焊接在一起后，再用机械加工的方式铣掉排列在一起的热管所造成的不平整的表面，以形 成平整的表面以直接接触热源。然而，因为热管的壁厚增加，反而增加热组，降低热管的散 热效果。
发明内容
本发明提供一种散热模块的组装方法，其所组装出来的散热模块较公知技术的散 热模块减少铜制的散热板的使用，因此可以减少热阻，增进散热效果。本发明提供一种散热模块，其较公知技术的散热模块减少铜制的散热板的使用，因此可以减少热阻，具有较公知技术散热模块为佳的散热效果。本发明提出一种散热模块的组装方法，包括至少下列步骤提供一热管组、一底板 以及一治具，其中底板具有一开口，而热管组具有一弯折部，且弯折部配置在开口内，而治 具具有一锡膏容置区；将一锡膏填充在治具的锡膏容置区内；夹紧治具、热管组及底板，使 底板与治具接触，且底板的开口与治具的锡膏容置区对应重合，而热管组的弯折部位在锡 膏容置区内；使锡膏熔融以包覆底板的开口及热管组的弯折部，其中熔融后的锡膏并填入 热管组的多个热管之间的缝隙中，并成型为一散热板；以及移开治具，其中散热板、热管组 与底板组装成一散热模块。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，上述的使弯折部配置在开口内的 方法包括使弯折部的一底面高于或等于底板的一底面。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，上述的熔融后的锡膏成型为散热 板的方法为静置夹紧的热管组、底板及治具，使熔融后的锡膏凝固。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，更包括在治具的一表面上形成一 胶框，以使夹紧治具、热管组及底板时，胶框与底板密合，其中胶框所包围的范围即为锡膏 容置区。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，更包括在热管组上涂布锡膏，以 使涂布在热管组上的锡膏熔融后会向下流动填入热管之间的缝隙。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，在散热模块组装后，更包括对散 热板相对远离热管组、底板的一接触面进行后加工，以使接触面形成一平坦的表面。在本发明的散热模块的组装方法的一实施例中，使锡膏熔融之前，更包括在底板 的相对远离治具的一顶面涂布锡膏，并将一鳍片组配置在底板的顶面。本发明另提出一种适于配置在一芯片上的散热模块，此散热模块包括一底板、一 热管组及一散热板。底板具有一顶面、一底面以及贯穿顶面及底面的一开口。热管组配置 在底板的顶面上，此热管组具有一弯折部，其中弯折部以朝向底板的方向弯折并配置在开 口中，且弯折部的一底面与底板的底面切齐或高于底板的底面。散热板配置在热管组下，并 填补在底板及热管组之间的缝隙，其中散热板具有多个承载部及多个突起部，且一个承载 部位于两相邻的突起部之间，而每一承载部对应承载热管组的热管其中之一，且突起部延 伸至两相邻的热管之间的缝隙内，并同时接触两相邻的热管。在本发明的散热模块的一实施例中，上述的承载部的形状与热管的形状互相配合。在本发明的散热模块的一实施例中，上述的弯折部的底面为热管组装在一起而形 成的具有多个缝隙的一平面。在本发明的散热模块的一实施例中，上述的散热板的材质为锡。在本发明的散热模块的一实施例中，上述更包括一鳍片组，具有一底面，且鳍片组 的底面配置在底板的顶面上。此外，鳍片组的底面具有一凹槽，而热管组容置在凹槽中。基于上述，利用本发明的散热模块的组装方法，可以组装出较公知技术减少使用 位在芯片及底板之间的铜制散热板的散热模块，因此可以降低热阻，增加散热模块对于芯 片的散热效果。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1为本发明一实施例的散热模块的组装方法的流程图。图2为图1的热管组、底板及治具的分解示意图。图3为热管组、底板的组装示意图。图4为治具、热管组及底板的示意图。图5为散热模块的示意图。图6为图5的散热板的示意图。图7为图5的散热模块的A-A剖面示意图。图8为鳍片组的示意图。
具体实施例方式图1为本发明一实施例的散热模块的组装方法的流程图、图2为图1的热管组、 底板及治具的分解示意图，而图3为热管组、底板的组装示意图。请同时参考图1、图2及 图3，如步骤S110，提供一热管组110、一底板120以及一治具200，其中底板120具有一顶 面122、一底面124以及贯穿顶面122及底面124的一开126，而热管组110具有一弯折部 112，且治具200具有一锡膏容置区200a。接着请继续参考图1、图2及图3，如步骤S120，将一锡膏填充在治具200的锡膏容 置区200a内以及底板120的顶面122上。在本实施例中，锡膏容置区200a的形成方法如 步骤S108，可以是在治具200的表面202上形成一胶框204，而胶框204所包围的范围即是 锡膏容置区200a。在其它实施例中，也可以是在治具200的表面202上形成一个凹陷入表 面202的凹槽来做为锡膏容置区200a。图4为治具、热管组及底板的示意图。请同时参考图1、图2及图4，如步骤S130， 夹紧治具200、热管组110及底板120，其中底板120配置在治具200上并且底板120的底 面124与治具200的表面202接触，且底板120的开126与治具200的锡膏容置区200a对 应重合，而热管组110配置在底板120的顶面122上，且热管组110的弯折部112以朝向底 板120的方向弯折并配置在开口 126中以位在锡膏容置区200a内。值得留意的是，在夹紧 治具200、热管组110及底板120时，设置在治具200的表面202上的胶框204因具有些微 的弹性，所以胶框204可以与底板120密合。之后如步骤S140，使锡膏熔融以包覆底板120的开口 126及热管组110的弯折部 112，其中使锡膏熔融的方法为加热。需说明的是，热管组110是由多个轴向平行的热管排 列在一起，所以两相邻的热管会互相接触。但是，因为热管的形状，使得两相邻的热管间并 无法完全贴合接触，意即两相邻的热管间仍是会有缝隙。在步骤S140中，熔融后的锡膏会 流动并填入热管组110的多个热管之间的缝隙中，并成型为一散热板130。特别的是，在使 锡膏熔融之前，更可如步骤S132，在热管组110上涂布锡膏。涂布在热管组110上的锡膏在 步骤S140中也会熔融，并且受重力影响沿着热管的外形而朝着底板120向下流动，确实地 填入热管之间的缝隙中。此外，使熔融的锡膏成型为散热板130的方法为静置夹紧的热管 组110、底板120及治具200，使熔融的锡膏依据热管组110、底板120以及治具200的形状凝固。图5为散热模块的示意图。请同时参考图1、图2及图5，之后如步骤S150，移开治具 200，其中散热板130、热管组110及底板120组装为一散热模块100。图6为图5的散热板的示意图，而图7为图5的散热模块的A-A剖面示意图。请同 时参考图5、图6及图7，凝固成型的散热板130具有多个承载部132以及多个突起部134， 其中每个承载部132对应承载热管组110的其中一个热管，且承载部132及突起部134因 为是依据两相邻之间的热管的形状、底板120的开口 126的形状以及治具200的锡膏熔置 区200a的形状而成型，所以承载部132的形状与热管的形状互相配合，且突起部134更延 伸至两相邻之热管之间的缝隙内并同时接触两相邻的热管。由上述可知，承载部132以及 突起部134至少可以完整地包覆住热管组110的底部，改善公知技术中因为热管之间有缝 隙而需要另外使用铜制的散热板来增加接触面积，但铜制的散热板的热阻反而影响散热的 情况。换言之，本实施例的散热模块可以提升散热效果。请继续参考图1及图5，在步骤S130之后且步骤S140之前，更可如步骤S134，在 底板120的顶面122上涂布锡膏，并将一鳍片组140配置在底板120的顶面122。图8为鳍 片组的示意图。请同时参考图7及图8，此鳍片组140具有一底面142，且底面142具有一 凹槽142a，而热管组110即是容置在此凹槽142a中，以增加热管组110与鳍片组140的接 触面积，提升散热效果。请继续参考图5及图6，在散热模块100组装后，更包括对散热板130相对远离热 管组110的一接触面136进行后加工，以使接触面136形成一平坦的表面，可进而与芯片有 良好的接触。值得留意的是，弯折部112的底面112a与底板120的底面124之间的关系将 会影响后加工的结果。上述的弯折部112的底面112a为多个热管组装在一起而形成的具 有上述的多个缝隙的一平面。此外，弯折部112的底面112a可以等于底板120的底面124， 意即底面112a可与底面124切齐。或者，弯折部112的底面也可高于底板120的底面124。 详细而言，散热板130的承载部132的厚度可以依据胶框204 (标示在图2中)的高度以及 热管组110之弯折部112的底面112a与底板120的底面124之间的距离来决定。举例而 言，当弯折部112的底面112a与底板120的底面124切齐时，框胶204的高度便为承载部 132的厚度。或者，当弯折部112的底面高于底板120的底面124时，框胶204的高度及弯 折部112的底面112a与底板120的底面124之间的距离的总和便为承载部132的厚度。再 者，也可以是使治具200具有凹陷在其表面202的丨凹槽来决定承载部132的厚度。如此， 在对散热板130的接触面136进行后加工时，可以依据承载部132的厚度来决定加工厚度， 避免加工过度而影响热管组110的热管的厚度或是使热管受到破坏。综上所述，本发明的散热模块的组装方法所制作出来的散热模块，因为散热板可 以完整地包覆住热管组的底部的部份，且提供均勻的接触面与芯片接触，所以可以较公知 技术减少铜制的散热板的使用，进而减少热阻且增进散热效果。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视后附的权利要求范围所界定为准。
权利要求
1.一种散热模块的组装方法，其特征在于包括提供一热管组、一底板以及一治具，其中所述底板具有一开口，而所述热管组具有一弯 折部，且所述弯折部配置在所述开口内，而所述治具具有一锡膏容置区；将一锡膏填充在所述治具的所述锡膏容置区内以及所述底板的一顶面上；夹紧所述治具、所述热管组及所述底板，使所述底板与所述治具接触，且所述底板的所 述开口与所述治具的所述锡膏容置区对应重合，而所述热管组的该弯折部位在所述锡膏容 置区内；使所述锡膏熔融以包覆所述底板的所述开口及所述热管组的所述弯折部，其中熔融后 的所述锡膏并填入所述热管组的多个热管之间的缝隙中，并成型为一散热板；以及移开所述治具，其中所述散热板、所述热管组与所述底板组装成一散热模块。
2.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，其特征在于使所述弯折部配置在所述 开口内的方法包括使所述弯折部的一底面高于或等于所述底板的一底面。
3.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，熔融后的所述锡膏成型为所述散热板 的方法为静置夹紧的所述热管组、所述底板及所述治具，使熔融后的所述锡膏凝固。
4.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，更包括在所述治具的一表面上形成一 胶框，以使夹紧所述治具及所述热管组、所述底板时，所述胶框与所述底板密合，其中所述 胶框所包围的范围即为所述锡膏容置区。
5.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，更包括在所述热管组上涂布所述锡 膏，以使涂布在所述热管组上的所述锡膏熔融后会向下流动填入所述热管之间的缝隙。
6.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，在所述散热模块组装后，更包括对所 述散热板相对远离所述热管组的一接触面进行后加工，以使所述接触面形成一平坦的表
7.按照权利要求1所述的散热模块的组装方法，使所述锡膏熔融之前，更包括在所述 底板的相对远离所述治具的一顶面涂布所述锡膏，并将一鳍片组配置在所述底板的所述顶
8.一种散热模块，适于配置在一芯片上，所述散热模块其特征在于包括一底板，具有一顶面、一底面以及贯穿所述顶面及所述底面的一开口 ；一热管组，配置在所述底板的所述顶面上，所述热管组具有一弯折部，其中所述弯折部 以朝向所述底板的方向弯折并配置在所述开口中，且所述弯折部的一底面与所述底板的所 述底面切齐或高于所述底板的所述底面；以及一散热板，配置在所述热管组下，并填补在所述底板及所述热管组之间的缝隙，其中 所述散热板具有多个承载部及多个突起部，且一个所述承载部位在两相邻的所述突起部之 间，而每一承载部对应承载所述热管组的所述热管其中之一，且所述突起部延伸至两相邻 的所述热管之间的缝隙内，并同时接触两相邻的所述热管。
9.按照权利要求8所述的散热模块，其特征在于所述承载部的形状与所述热管的形状 互相配合。
10.按照权利要求8所述的散热模块，其特征在于所述弯折部的底面为所述热管组装 在一起而形成的具有多个缝隙的一平面。
11.按照权利要求8所述的散热模块，其特征在于所述散热板的材质为锡。
12.按照权利要求8所述的散热模块，更包括一鳍片组，具有一底面，且所述鳍片组的 所述底面配置在所述底板的所述顶面上。
13.按照权利要求12所述的散热模块，其特征在于所述鳍片组的所述底面具有一凹 槽，而所述热管组容置在所述凹槽中。
全文摘要
一种散热模块，包括一底板、一热管组及一散热板。底板具有一顶面、一底面以及贯穿顶面及底面的一开口。热管组配置在底板的顶面上，此热管组具有一弯折部，其中弯折部以朝向底板的方向弯折并配置在开口中，且弯折部的一底面与底板的底面切齐或高于底板的底面。散热板配置在热管组下，并填补在底板及热管组之间的缝隙，其中散热板具有多个承载部及多个突起部，且一个承载部位在两相邻的突起部之间，而每一承载部对应承载热管组的热管其中之一，且突起部延伸至两相邻之热管之间的缝隙内，并同时接触两相邻的热管。
文档编号H01L21/48GK102005391SQ20091017009
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者毛黛娟, 黄顺治 申请人:技嘉科技股份有限公司