具有均温散热结构的芯片装置的制作方法

1.本发明有关于一种芯片装置，特别是一种具有均温散热结构的芯片装置。


背景技术：

2.目前常见的各式电子元件均朝向微型化方向研发设计，唯各式电子元件因缩小化及效能大幅提升等诸多因素，亦伴随着容易于实际运作过程中产生高热，影响整体运作效能。因此，必需利用已知微均温板进行散热。
3.又，已知导热板设置于一芯片上方做为散热器使用。然而，已知导热板与该芯片的接触面积相当有限，造成整体散热效果相当有限，故有加以改善的必要。


技术实现要素：

4.本发明提供具有均温散热结构的芯片装置。在一实施例中，该芯片装置包括：具有一基座、一外封件及一热传空间。该基座具有一工作表面，该工作表面设置一热源部，该热源部设置至少一芯片，该芯片相对于一水平基准面具有一热产生区域。该外封件与该基座的该工作表面相对，该外封件及该基座共同遮盖该热源部。该热传空间设置于该热产生区域上，该热传空间内具有一工作液。
5.本发明具有均温散热结构的芯片装置可控制该工作液进行以相变化循环回流的热交换作用，以有效针对该热源部的该芯片进行散热，达到提升散热效能的功效。
附图说明
6.图1显示本发明第一实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图；
7.图2显示本发明第一实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图；
8.图3显示本发明第二实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图；
9.图4显示本发明第二实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图；
10.图5显示本发明第三实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图；
11.图6显示本发明第三实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图；
12.图7显示本发明第四实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图；
13.图8显示本发明第四实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图；
14.图9显示本发明第五实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。
15.附图标记：
16.1:芯片装置
17.10:基座
18.11:工作表面
19.12:热源部
20.20:外封件
21.21a:壳体
22.21b:第一壳体
23.21c:固定座
24.21d:壳盖
25.22a:外环体
26.22b:第二壳体
27.22c:均温模块
28.22d:均温模块
29.30:热传空间
30.31:工作液
31.40:散热空间
32.121:芯片
33.211b:第一表面
34.211c:定位孔
35.211d:基部
36.212b:第一凹槽
37.212c:定位凸缘
38.212d:侧周部
39.213b:定位凸缘
40.213c:排气孔
41.213d:定位凸缘
42.214b:排气孔
43.214d:排气孔
44.221b:第二表面
45.221c:上壳部
46.221d:上壳部
47.222b:第二凹槽
48.222c:下壳部
49.222d:下壳部
50.223b:毛细结构
51.223d:延伸部
52.d:水平间距
53.f:水平基准面
54.r1:热产生区域
55.r2:热传区域
具体实施方式
56.图1显示本发明第一实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图。配合参阅图1，本发明具有均温散热结构的芯片装置1包括一基座10、一外封件20及一热传空间30。本发明的芯片装置1可用以针对各式微型化电子元件(如半导体芯片等)进行散热，但不以
上述为限。
57.图2显示本发明第一实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。配合参阅图1及图2，在一实施例中，本发明的芯片装置1具有一基座10、一外封件20及一热传空间30。该基座10具有一工作表面11，该工作表面11可设置一热源部12，该热源部12设置至少一芯片121，该基座10可为一电路板，以供该芯片10设置，但不以上述为限。又，该芯片121相对于一水平基准面f具有一热产生区域r1，如图所示的实施例中，该热产生区域r1可位于该基座10的该工作表面11及该外封件20之间，且热产生区域r1可为该芯片121所涵盖的区域。该外封件20与该基座10的该工作表面11相对，使该外封件20及该基座10可共同遮盖该热源部12。该热传空间30设置于该热产生区域r1上，该热传空间30相对于该水平基准面f具有一热传区域r2，该热传空间30内具有一工作液31；其中该工作液31为可以相变化进行热交换的低沸点液体，但不以上述为限，且该工作液31设置于该芯片121的周边，令该工作液31可覆盖该芯片121。
58.本发明具有均温散热结构的芯片装置1于实际使用时，该外封件20的外侧面可设置如散热鳍片或散热风扇等各式散热元件(未绘示)。借此，该芯片121于实际运作中会产生高热，由于该热传区域r2设置于该芯片121的周边，故位于该芯片121的上方及周边的该工作液31受热蒸发后会产生一蒸气至该外封件20的内侧面；此时，可利用设置于该外封件20的外侧面的各式散热元件降低其温度，使该蒸气进一步冷却凝结为该工作液31后重新回流于该芯片121的上方及周边。整体而言，重复上述该工作液31的以相变化循环回流的热交换作用，即可有效针对该热源部12的该芯片121进行散热，以有效提升该芯片121的散热效能。
59.本发明具有均温散热结构的芯片装置的该热传区域r2可大于该热源部12的该热产生区域r1。借此，利用该热传区域r2大于该热产生区域r1的结构设计，使该热传空间30的热传导面积可大幅增加，以提升其热交换效果。又，该工作液31可选择未填满该热传空间30，以确保该工作液31可更有效率地进行以相变化循环回流的热交换作业；或者，其中该工作液31可选择为不导电工作液，以避免该工作液31影响该芯片121的运作。
60.配合参阅图1及图2，在第一实施例中，该外封件20具有一壳体21a及一外环体22a，该外环体22a设置于该基座10的该工作表面11且环绕该热源部12，该外环体22a与该热源部12之间具有一水平间距d，该壳体21a结合该外环体22a且与该基座10的该工作表面11相对，该热传空间30设置于该壳体21a、该外环体22a与该基座10之间；其中该外环体22a可为一粘胶或一硅胶，使该壳体21a与该外环体22a易于快速完成组装作业，以提升组装便利性。或者，亦可省略该外环体22a，直接将该壳体21a设置于该基座10的该工作表面11，该热传空间30设置于该壳体21a与该基座10之间，且该壳体21a可利用焊接(如激光焊接等)固定设置于该基座10的该工作表面11。借此，确保该热传空间30的该工作液131可有效覆盖于该芯片121的周边，使该工作液131可充分地接触该芯片121。再者，利用该外环体22a更可稳定支撑固定该壳体21a，使该壳体21a、该外环体22a与该基座10之间确实形成足够供该工作液31填充的该热传空间30，以有效降低该芯片121实际运作所产生的高热，进而提升该芯片121的工作效能。
61.图3显示本发明第二实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图。图4显示本发明第二实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该外封件20具有一第一壳体21b及一第二壳体22b，该第一壳体21b结合于该基
座10的该工作表面11，该第二壳体22b结合该第一壳体21b，且该第二壳体22b位于该第一壳体21b及该基座10之间，该热传空间30形成于该第一壳体21b与该第二壳体22b之间。借此，利用该第一壳体21b及该第二壳体22b的结构设计，使该热传空间30可与该热源部12相对，该芯片121于实际运作中所产生的高热同样可令该工作液31受热蒸发产生一蒸气至该第一壳体21b的内侧面；此时，亦可利用设置于该外封件20的该第一壳体21b的外侧面的各式散热元件(未绘示)进一步降低其温度，重复上述该工作液31的以相变化循环回流的热交换作用，可有效针对该芯片121进行散热。
62.配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该外封件20的该第一壳体21b具有一第一表面211b，该第一表面211b朝向该基座10的该工作表面11，该第二壳体22b具有一第二表面221b，该第二表面221b朝向该第一壳体21b的该第一表面211b，该第一表面211b设置一第一凹槽212b，及该第二表面221b设置一第二凹槽222b，该第二壳体22b结合于该第一凹槽212b，该热传空间30形成于该第二凹槽222b。借此，利用该第一凹槽212b的设计，可确保该第二壳体22b与该第一壳体21b稳固结合，使该第二壳体22b的该第二凹槽222b可形成密封效果较佳的该热传空间30。
63.配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该外封件20的该第一壳体21b自该第一凹槽212b的外周缘形成一定位凸缘213b，该定位凸缘213b结合于该基座10的该工作表面11。借此，利用该定位凸缘213b的设计，可确保该第一壳体21b稳固结合于该基座10的该工作表面11。
64.配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该第二壳体22b贴接该芯片121。借此，以有效提升该热传空间30的热传导效果；其中该第二壳体22b及该芯片121之间可设置一导热介质，该导热介质可为导热胶片或散热膏等介质，用以确保该第二壳体22b确实贴接于该芯片121的表面。又，该外封件20的该第一壳体21b及该第二壳体22b之间可设置一毛细结构223b，该毛细结构223b可利用铜粉烧结所形成或选用毛细薄片；举例而言，当选用铜粉烧结所形成时，毛细结构223b可形成于该第一壳体21b或该第二壳体22b的内侧面，当选用毛细薄片时，毛细结构可设置于该第一壳体21b及该第二壳体22b之间。使该蒸气冷却凝结为该工作液31后更容易重新回流至该芯片121的上方及周边，以提升整体热交换效果。
65.配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该第一壳体21b与该热源部12之间具有一水平间距d，该第二壳体22b及该基座10之间可通过该水平间距d形成一散热空间40。借此，该散热空间40可位于该芯片121的周边，基于该热传区域r2大于该热产生区域r1的基础下，该散热空间40可用以搭配该热传空间30提供一辅助散热作用，以更进一步降低该芯片121实际运作所产生的高热，进而提升该芯片121的工作效能。
66.配合参阅图3及图4，在第二实施例中，该外封件20的该第一壳体21b可设置至少一排气孔214b，该排气孔214b连通至该散热空间40。借此，利用该排气孔214b的设计，可提供该散热空间40与外界空间的对流效果，以有效提升该散热空间40的辅助散热效果；另外，该排气孔214b兼可提供一泄压作用，以避免该散热空间40的内部压力过大。
67.图5显示本发明第三实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图。图6显示本发明第三实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该外封件20具有一固定座21c及一均温模块22c，该固定座21c结合于该基座10的该工作表面11，该均温模块22c结合该固定座21c，该热传空间30形成于该均温模块22c的
内部。借此，利用该均温模块22c的模块化设计，该均温模块22c于该固定座21c上可快速进行拆装作业，以提升组装便利性；再者，该均温模块22c更容易对接至该热源部12的较佳散热位置，使该热传空间30与该芯片121可确实相对，其中该芯片121于实际运作中所产生的高热同样可致使该工作液31受热蒸发产生一蒸气至该均温模块22c的上半部内侧面(以图式方向为主)；此时，亦可利用设置于该外封件20该均温模块22c的外侧面的各式散热元件(未绘示)进一步降低其温度，用以重复上述该工作液31的以相变化循环回流的热交换作用，以有效针对该芯片121进行散热。
68.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该均温模块22c由一上壳部221c及一下壳部222c相对对合后形成一中空壳件，用以于该均温模块22c的内部形成该热传空间30；其中该上壳部221c及该下壳部222c可以焊接(如激光焊接等)方式结合为一体，但不以上述为限。借此，利用该上壳部221c及该下壳部222c相互对合以构成该均温模块22c的设计，可形成密封效果佳的该热传空间30。并且，该均温模块22c的该上壳部221c及该下壳部222c之间可设置一毛细结构，该毛细结构可利用铜粉烧结所形成或选用毛细薄片；举例而言，当选用铜粉烧结所形成时，毛细结构可形成于该上壳部221c或该下壳部222c的内侧面，当选用毛细薄片时，毛细结构可设置于该上壳部221c及该下壳部222c之间。使该蒸气冷却凝结为该工作液31后更容易重新回流至该芯片121的上方及周边，以提升整体热交换效果。
69.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该均温模块22c贴接该芯片121。借此，以有效提升该热传空间30的热传导效果；其中该均温模块22c及该芯片121之间可设置一导热介质，该导热介质可为导热胶片或散热膏等介质，用以确保该均温模块22c确实贴接于该芯片121的表面。
70.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该固定座21c设置呈贯穿状的一定位孔211c，该均温模块22c对应嵌合于该定位孔211c。借此，以提升该均温模块22c的组装便利性及组装稳固性。又，该均温模块22c可以焊接(如激光焊接等)方式结合于该定位孔211c的周壁，确保该均温模块22c可更稳固结合于该定位孔211c，以防止该均温模块22c松脱。
71.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该外封件20的该固定座21c的外周形成一定位凸缘212c，该定位凸缘212c结合于该基座10的该工作表面11。借此，利用该定位凸缘212c的设计，可确保该固定座21c稳固结合于该基座10的该工作表面11。
72.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该固定座21c与该热源部12之间具有一水平间距d，该均温模块22c及该基座10之间可通过该水平间距d形成一散热空间40。借此，该散热空间40可位于该热源部12的周边，基于该热传区域r2大于该热产生区域r1的基础下，该散热空间40可用以搭配该热传空间30提供一辅助散热作用，以更进一步降低该芯片121实际运作所产生的高热，进而提升该芯片121的工作效能。
73.配合参阅图5及图6，在第三实施例中，该外封件20的该固定座21c可设置至少一排气孔213c，该排气孔213c连通至该散热空间40。借此，利用该排气孔213c的设计，可提供该散热空间40与外界空间的对流效果，以有效提升该散热空间40的辅助散热效果；另外，该排气孔213c兼可提供一泄压作用，以避免该散热空间40内部压力过大。
74.图7显示本发明第四实施例具有均温散热结构的芯片装置的立体分解图。图8显示本发明第四实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该外封件20具有一壳盖21d及一均温模块22d，该壳盖21d结合于该基座10的该
工作表面11，该均温模块22d设置于该壳盖21d与该基座10之间，该热传空间30形成于该均温模块22d的内部。本实施例中的该均温模块22d与上述第三实施例的该均温模块22c作用相同，在此不再叙述。本实施例中，可利用该壳盖21d进一步固定该均温模块
75.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该均温模块22d由一上壳部221d及一下壳部222d相对对合后形成一中空壳件，用以于该均温模块22d的内部形成该热传空间30；其中该上壳部221d及该下壳部222d可以焊接(如激光焊接等)方式结合为一体，但不以上述为限。借此，利用该上壳部221d及该下壳部222d相互对合以构成该均温模块22d的设计，可形成密封效果佳的该热传空间30。并且，该均温模块22d的该上壳部221d及该下壳部222d之间可设置一毛细结构，该毛细结构可利用铜粉烧结所形成或选用毛细薄片；举例而言，当选用铜粉烧结所形成时，毛细结构可形成于该上壳部221d或该下壳部222d的内侧面，当选用毛细薄片时，毛细结构可设置于该上壳部221d及该下壳部222d之间。使该蒸气冷却凝结为该工作液31后更容易重新回流至该芯片121的上方及周边，以提升整体热交换效果。
76.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该壳盖21d具有一基部211d及一侧周部212d，该侧周部212d环绕连接于该基部211d的周边，该侧周部212d结合于该基座10的该工作表面11。借此，利用该侧周部212d的设计，可确保该壳盖21d稳固结合于该基座10的该工作表面11。
77.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该壳盖21d的该侧周部212d可形成一定位凸缘213d，该定位凸缘213d结合于该基座10的该工作表面11。借此，利用该定位凸缘213d的设计，可有效增加该壳盖21d与该基座10的结合面积，以提升两者之间的结合稳固性。
78.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该均温模块22d贴接该芯片121，该基部211d及该芯片121夹持固定该均温模块22d。借此，以有效提升该热传空间30的热传导效果；其中该均温模块22d及该芯片121之间可设置一导热介质，该导热介质可为导热胶片或散热膏等介质，用以确保该均温模块22d确实贴接于该芯片121的表面。
79.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该壳盖21d与该热源部12之间具有一水平间距d，该壳盖21d及该基座10之间可通过该水平间距d形成一散热空间40。借此，该散热空间40可位于该芯片121的周边，基于该热传区域r2大于该热产生区域r1的基础下，该散热空间40用以搭配该热传空间30提供一辅助散热作用，以更进一步降低该芯片121实际运作所产生的高热，进而提升该芯片121的工作效能。
80.配合参阅图7及图8，在第四实施例中，该外封件20的该壳盖21d设置至少一排气孔214d，该排气孔214d连通至该壳盖21d的内部。借此，利用该排气孔214d的设计，可提供该散热空间40与外界空间的对流效果，以有效提升该散热空间40的辅助散热效果；另外，该排气孔214d兼可提供一泄压作用，以避免该散热空间40内部压力过大。
81.图9显示本发明第五实施例具有均温散热结构的芯片装置的组合剖视图。配合参阅图9，在第五实施例中，该均温模块22d设置一延伸部223d，该延伸部223d填设该水平间距d。借此，使该均温模块22d可利用该延伸部223d包覆且更大面积地接触该芯片121，以提升整体散热效果。
82.本发明具有均温散热结构的芯片装置可控制该工作液31进行以相变化循环回流的热交换作用，以有效针对该热源部12的该芯片121进行散热，确保该芯片121能够维持效能正常运作。
83.上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。本领域技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求范围所列。