CN103249281A - 散热模块 - Google Patents

Abstract

一种散热模块包括一底座、至少一传热件、至少一流体管以及一散热鳍片组。传热件设置在底座。流体管邻设在传热件。流体管设置在底座。散热鳍片组包覆传热件及流体管。散热鳍片组至少部分连接底座。散热鳍片组具有多个散热鳍片。本案的散热模块，可结合气冷式及水冷式的散热方式，增加热传导效能。

Description

散热模块

技术领域

本案关于一种散热模块，特别是关于一种结合气冷式及水冷式的散热模块。

背景技术

随着电脑的执行效率及功能需求日新月异，处理速度愈来愈快，用在电脑主机板上的中央处理器或其它电子元件在连续使用一段时间后，因高频振荡或电磁效应会产生升温现象，如果不及时散热，很容易导致电子元件的损毁或影响效率。

一般常用的散热方式利用散热器设置在所需散热的发热源上，将发热源所产生的热传导至散热器的散热鳍片上，再透过空气的循环及风扇的帮助使冷空气吹向散热器的散热鳍片上，而将热散逸到外界。目前所用的散热器一般包括用在与电子元件结合的底座以及设在底座上的多个散热鳍片。底座通常是平滑的导热金属板，与电子元件表面接触以直接吸收电子元件所产生的热量，再将热量通过热传导的方式传递至散热鳍片以向四周发散。然而，这样的设计方式不仅会受到系统内部高度和重量上的限制，而且当应用在高瓦数（例如130W以上）的中央处理器时，还需使用高转速的风扇，因此容易造成噪音值过高或解热能力不足的情形。

另外，目前也使用水冷散热方式搭配泵（Pump）来循环冷水与热水的交换来将热带走。然而，在高阶系统或电子装置中，由于考虑到装置的体积及使用环境，单独使用空气直吹散热方式或水冷散热方式来将中央处理器运作所产生的热散逸，效果仍是有限。

发明内容

本案是提供一种可应用在电子装置的散热装置，其不仅能够简化目前所使用的散热模块的元件复杂度，还能够在有限的空间中，结合气冷及水冷式散热方式的优点，提升整体的散热效率，有效地维持电子装置的工作效能。

本案提出的一种散热模块包括一底座、至少一传热件、至少一流体管以及一散热鳍片组。传热件设置在底座。流体管邻设在传热件。流体管设置在底座。散热鳍片组包覆传热件及流体管。散热鳍片组至少部分连接底座。散热鳍片组具有多个散热鳍片。其中，散热模块设置在一电路板上。

在一实施例中，流体管的两个末端分别具有一接头。

在一实施例中，传热件还包括一热管或一导热片。

在一实施例中，底座具有至少两个凹部。凹部分别接触及容置传热件及流体管。凹部设置在同一平面上。

在一实施例中，散热模块还包括一流体组件，流体组件连接流体管。

在一实施例中，散热鳍片分别具有至少两个凹部，这些凹部分别接触传热件及流体管。

在一实施例中，流体管在x-y-z三维各个轴向是一体成形。

本案另提供一种散热模块，包括一底座、至少一传热件、一散热鳍片组以及至少一流体管。传热件设置在底座。散热鳍片组包覆传热件并至少部分连接底座。散热鳍片组具有多个散热鳍片。散热鳍片分别具有多个凹部。流体管设置在散热鳍片组的凹部。其中，散热鳍片组的两面分别包覆传热件及流体管。

在一实施例中，流体管的两个末端分别具有一接头。

在一实施例中，底座具有至少一凹部。凹部接触及容置传热件。

在一实施例中，散热模块还包括一流体组件。流体组件连接流体管。

在一实施例中，散热鳍片组的凹部接触流体管。

在一实施例中，流体管在x-y-z三维各个轴向是一体成形。

在一实施例中，传热件包括一热管或一导热片。

本案使原本仅搭配气冷式或水冷式的散热模块其中之一的装置，在有限的空间下，通过同时妥善的配置传热件与流体管的方式，大幅地加速热逸散的速度。另一方面，通过上述特殊配置方法，能够增加热能逸散的路径，进一步提升散热效率。

附图说明

图1A是本案较佳实施例的一种散热模块的分解示意图；

图1B是图1A所示散热模块的组合示意图；

图1C是图1B所示散热模块的剖面示意图；

图2是本案较佳实施例的另一种散热模块具有不同态样的剖面示意图；

图3A是应用本案较佳实施例的散热模块的一种电子装置的部分外观示意图；

图3B是应用本案较佳实施例的散热模块的一种电子装置的部分分解示意图；

图4A是本案另一较佳实施例的一种散热模块的分解示意图；

图4B是图4A所示散热模块的组合示意图；

图5A是本案再一较佳实施例的一种散热模块的分解示意图；以及

图5B是图5A所示散热模块的组合示意图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本案较佳实施例的散热模块，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图1A是本案一实施例的一种散热模块的分解示意图，图1B是图1A所示散热模块的组合示意图。请同时参考图1A及图1B所示，散热模块A包括一底座1、至少一传热件T，在本实施例中，传热件包括一热管2、至少一流体管3以及一散热鳍片组4。以下是以热管2包括传热件T作为例子详细描述。其中，本案的散热模块A通过底座1设置在电路板或其它发热源（例如电子元件上）。散热模块A搭配电子装置的实际应用后续将予以详细陈述，以下将先针对上述散热模块A的结构特征及各部元件加以说明。

请参见图1A及图1B，热管2及流体管3相邻设置在底座1的同一面上。其中，在本实施例中，底座1可以是铝板，然此非限制性者。在实际应用上，底座1亦可以是其它高热传导材料，例如但不限于铜、银、铝、或其合金所制成的导热材。底座1的下方通常直接接触电子装置中的发热源，此处所指的发热源可以是中央处理器、芯片组、被动元件等发热元件。

通过底座1传导电子装置中的发热源所产生的热能，另外，底座1上也可设置供热管2及流体管3的容置空间，增加底座1与热管2及流体管3的接触面积，使发热源产生的热能够均匀且快速地通过热管2及流体管3传导及散热，达到较佳的散热效果。

底座1具有两个凹部11，底座1的两个凹部11分别用以接触并容置热管2及流体管3，详细来说，底座1的两个凹部11设置在底座1的同一侧，而热管2与流体管3则分别设置在底座1的两个凹部11，此处所指两个凹部11的设置侧是指相对于发热源的另一侧。通过底座1形成两个凹部11，可用以部分容置热管2及流体管3，使热管2及流体管3稳固在底座1，并能增加热管2及流体管3与底座1的接触面积，提高热管2与底座1之间、及流体管3与底座1之间的热传效能。

在本实施例中，热管2是细长、中空、两头封闭的金属长管，然热管2的形状、尺寸皆非限制性者，端视其设置的环境、空间、导热量及温度决定。热管2的内壁设有毛细物体（Wick），毛细物体内浸湿着液体，这种液体称为导热管的工作液（Working medium）。

而流体管3同样是中空管体，而可以具有光滑的内壁；在本实施例中，流体管3也可以是具有内部毛细结构的管体，以有效提高水冷的散热效果，然本案对此不限，其它可供冷却液流动的管体也可以使用。

上述的热管2与流体管3可以通过焊接的方式设置在底座1，实际应用时，可先在底座1的凹部11置入焊锡、锡条、或焊膏等焊接材料，再将热管2与流体管3置入底座1的凹部11内，再进行接合，然此非限制性者，其它可以将热管与流体管设置在底座的方式也可以使用。

在本实施例中，流体管3的两个末端分别具有一接头31，接头31可以通过焊接的方式设置在流体管3的末端，有助于流体管3在实际应用时与其它水冷式散热方式的元件（例如水箱、泵等）连接，进而运用水冷式散热方式进行散热，其中流体管在x-y-z三维各个轴向是一体成形。然上述接头31与流体管3的固定方式并非限制性，在其它实施例中，通过例如嵌合、锁合方式都可以用来固定接头31在流体管3的末端。

散热鳍片组4设置并包覆热管2及流体管3。其中，散热鳍片组4具有多个散热鳍片41。散热鳍片41分别具有至少两个凹部411，散热鳍片41的凹部411分别包覆并接触热管2及流体管3。如同散热底座1上的凹部11的构造，散热鳍片41的凹部411同样用来部分容置热管2及流体管3，使热管2及流体管3接触这些散热鳍片41，增加热管2及流体管3与散热鳍片41的接触面积，提高热管2与散热鳍片41之间、及流体管3与散热鳍片41之间的热传效能。散热鳍片41可以通过例如铝挤压方式或铝压铸方式制成，然本案对此不限，散热鳍片的制程是本案所属一般技术人员所能理解，在此不再赘述。

如图1A及图1B所示，在本实施例中，散热鳍片41虽以斜向间隔分布的方式形成散热鳍片组41，然散热鳍片41的数目、尺寸及排列非限制性，散热鳍片41也可以是水平间隔分布或垂直间隔分布等方式形成散热鳍片组，当视配合的电子装置的构造、其它散热元件的布设方式及整体散热需求而设计。

在本实施例中，散热鳍片组4至少部分连接底座1，可以通过焊接的方式与热管2、流体管3及底座1进行接合，然在其它实施例中，散热鳍片组4也可以通过嵌合、卡合、卡固及黏着等方式设置在热管2、流体管3及底座1，本案对此不限制。

图1C是图1B所示散热模块的热能传导路径示意图，请参考图1C所示，依据上述的散热模块A，在此还搭配发热源S，说明热能通过本案的散热模块A的传导路径。在本实施例中，热管2与流体管3不接触。首先，发热源S是会发热的对象（例如中央处理器），当底座1接触到较高温的发热源S时，传热现象便开始产生，热由高温的发热源S传导至底座1后，进一步在接触到热管2及流体管3时，分别将热能传递至两者。

如上所述，热能经由路径L1传递热量至热管2，同时，热能也经由路径L2传递热量至流体管3，接着，热量通过路径L1传递至热管2后，可以再通过路径L3传递至多个散热鳍片41，并通过其它加装的散热装置（例如风扇）逸散出去，达到散热效果。更重要的是，传导至散热鳍片41的热能除了可通过气冷式散热效果传递出去，还能更进一步地通过路径L4传递至流体管3，以水冷式散热方式将热能带走。

也就是说，通过本案的热管2与流体管3相邻设置的设计，可以减少热能通过的介质，提升散热效率，同时增加整体散热模块将热能逸散的散热路径，另外，通过相邻的设置，可以有效缩小散热模块的体积，具有可以节省电子装置加装散热模块的空间。

上述通过热管2的气冷式散热方式以及通过流体管3的水冷式散热方式均属本案一般技术人员所能理解，在此不再赘述。

图2是本案较佳实施例的另一种散热模块具有不同态样的剖面示意图。请参考图2所示，是本实施例中，散热模块A’具有前述实施例的散热模块A大致相同的结构与特征，但设置在底座1’上的热管2’与流体管3’接触。发热源S通过散热模块A’的传导路径也与前述实施例的路径相同，但还包括路径L5。另外，在本实施例中，是以热管2’是传热件T作为例子详细描述。

通过热管2’与流体管3’接触的设置方式，热能可以经由路径L5，由热管2’直接传导至流体管3’，而无须先通过路径L3及路径L4经由散热鳍片组4’的多个散热鳍片41’，再传导至流体管3’。通过这样方式，可以更进一步减少热能传导所需经过的介质，并缩短散热路径，对于整体的散热效能提升是有效果。

以下以本案的散热模块实际应用在电子装置为例，说明本案的散热模块的实施方式。图3A是应用本案较佳实施例的散热模块的一种电子装置的部分外观示意图，图3B是应用本案一实施例的散热模块的一种电子装置的部分分解示意图。

请同时参考图3A及图3B所示，电子装置E包括至少一电路板I及至少一散热模块A。其中，散热模块A与前述实施例的散热模块具有大致相同的结构与特征，在此不再赘述。散热模块A与电路板I上的电子元件d接触，并设置在电子元件d上，在本实施例中，电子装置E可以是主机板，但也可以是其它具有会发热电子元件的电子装置，本案在此不限。由于电子元件d运作时会发热，散热模块A可以用来将电子元件d运作时所产生的废热散逸，维持电子元件d处在正常的工作温度范围。

在本实施例中，散热模块A还包括一流体组件5。其中，流体组件5经由管路P连接流体管3末端的接头31，流体组件5可也包括流体容器（例如水箱）及泵，流体管3连接流体组件5，通过流体组件5中的泵驱动流体流动，形成流体冷却循环机制，以上水冷式散热方式属一般技术人员所能理解，在此不再赘述。

在此实施例中，流体管3利用接头31与流体组件5经由管路P进行连接。另外，散热鳍片组4的末端分别具有一孔洞42。接头31与孔洞42可以通过卡合的方式，将散热鳍片组4稳固地设置在热管2及流体管3的上方，可以达到增加散热鳍片41与热管2及流体管3的接触面积，进而提升散热效果。然上述接头31与孔洞42的固定方式并非限制性，在其它实施例中，通过嵌合、锁合，甚至通过设置快拆接头的方式皆可用来固定流体管与散热鳍片。

散热模块A可以直接设置在电子元件d，并通过散热模块A的底座1与电子元件d连接。连接的方式可以是卡合、嵌合、或甚至利用焊接的方式，本案在此不限。另外，热管2与流体管3的尺寸、数目及确切连接关系都是以电子装置的散热需求及构造作为根据，而非限制性，在其它实施例中，电子装置可以还包括其它散热组件，如风扇的设置。

图4A是本案另一较佳实施例的一种散热模块的分解示意图，图4B是图4A所示散热模块的组合示意图。请同时参考图4A及图4B所示，在本实施例中，散热模块A1具有前述实施例的散热模块A大致相同的结构与特征，但在本实施例中，传热件包括一导热片6，以下是以导热片6是传热件T作为例子详细描述。导热片6可以邻近流体管3而设置在底座1a，另一方面，在本实施例中，散热鳍片组4a及底座1a各具有一凹部411、11，以接触并容置流体管3。通过导热片6的设置，可以更进一步将底座1a传来的热能更均匀地传导至多个散热鳍片41a，提升其散热效果。

在本实施例中，导热片6可以是长方体的片体，材质是可导热的（例如但不限于金属、合金等），有助于搭配散热的需求，而灵活调整尺寸，在实际运用时，导热片6可以与底座1a是一体的构造，可以减少热能经过的介质，有效提升导热效率，本案对此不限制。

图5A是本案再一较佳实施例的一种散热模块的分解示意图，图5B是图5A所示散热模块的组合示意图。请同时参考图5A及图5B所示，在本实施例中，散热模块A2与前述实施例的散热模块A具有大致相同的组件，惟细部结构略有不同。底座1b具有至少一个凹部11，接触并容置一传热件T，在本实施例中，传热件是一热管2，此处所指凹部11的设置侧指相对于发热源的另一侧。另外，在本实施例中，散热鳍片组4b同样设置在热管2并包覆热管2，散热鳍片组4b具有至少两个凹部411b、412b，两个凹部411b、412b可以设置在散热鳍片组4b的相对侧，其中散热鳍片上的第一面凹部411b设置在相对于散热鳍片组4b靠近热管2的一侧，散热鳍片组4b即通过第一面凹部411b部分容置热管2；另一方面，散热鳍片组4b的第二面的凹部412b则用来部分容置流体管3，使热管2及流体管3接触多个散热鳍片41b，并能增加热管2及流体管3与散热鳍片41b的接触面积，提高热管2与散热鳍片41b之间、及流体管3与散热鳍片411b之间的热传效能。

在本实施例中，上述底座1b与热管2之间、热管2与散热鳍片组4b、及散热鳍片组4b与流体管3之间都可以通过焊接的方式连接，然本案对此不限制，其它组接方式如通过胶体的黏合、螺锁等方式也可以使用。

综上所述，本案所提供的散热模块，同时将气冷式与水冷式散热方式结合，以作为电子装置的散热模块。也就是说，本案的散热模块先通过导热片均匀地将发热源（例如电子元件）所产生的热传导至相对于发热源的另一侧，并通过热管与流体管的共同设置，热能可以依循热管的途径传导至散热鳍片，进一步搭配其它散热装置（例如风扇）将热量散逸出去；另一方面，本案的散热模块也包括将热能藉由底座直接传导至流体管，或是经由热管将热能传导至散热鳍片后，再传导至流体管等路径。当热能透过以上方式传导至流体管后，利用水冷散热方式将带有热能的流体进行循环，以将发热源的热带走。

虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本案的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本案的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (14)

1.一种散热模块，设置在电路板上，其特征是，上述散热模块包括：

底座；

至少一传热件，设置在上述底座；

至少一流体管，邻设在上述传热件，并设置在上述底座；以及

散热鳍片组，包覆上述传热件及上述流体管，上述散热鳍片组至少部分连接上述底座，上述散热鳍片组具有多个散热鳍片。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，其中上述流体管的两个末端分别具有接头。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，其中上述传热件包括热管或导热片。

4.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，其中上述底座具有至少两个凹部，上述这些凹部分别接触及容置上述传热件及上述流体管，上述这些凹部设置在上述底座的同一平面上。

5.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，还包括：

流体组件，上述流体组件连接上述流体管。

6.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，其中上述这些散热鳍片分别具有至少两个凹部，上述这些凹部分别接触上述传热件及上述流体管。

7.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是，其中上述流体管在x-y-z三维各个轴向是一体成形。

8.一种散热模块，设置在电路板上，其特征是，上述散热模块包括：

底座；

至少一传热件，设置在上述底座；

散热鳍片组，包覆上述传热件并至少部分连接上述底座，上述散热鳍片组具有多个散热鳍片，上述这些散热鳍片分别具有多个凹部；以及

至少一流体管，设置在上述这些散热鳍片组的凹部，

其中，上述散热鳍片组的这些凹部分别包覆上述传热件及上述流体管。

9.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，其中上述流体管的两个末端分别具有接头。

10.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，其中上述传热件包括热管或导热片。

11.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，其中上述底座具有至少一凹部，上述凹部接触及容置上述传热件。

12.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，还包括：

流体组件，上述流体组件连接上述流体管。

13.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，其中上述散热鳍片组还具有凹部，上述凹部接触上述流体管。

14.根据权利要求8所述的散热模块，其特征是，其中上述流体管在x-y-z三维各个轴向是一体成形。

Images