CN103885559A - 一种散热鳍片、散热鳍片组以及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明系揭露了一种散热鳍片、散热鳍片组以及一电子装置。本发明的一种散热鳍片，具有一甲侧面以及一相对应的乙侧面，所述乙侧面上具有至少一个乙变型区域，所述乙变型区域中分别形成有一凸出结构，所述凸出结构自所述乙侧面往其法向量方向向外凸出而成。本发明得被应用于如电脑或伺服器等电子元件的内部散热，与已知技术的穿孔式散热鳍片相比，本发明提出了一种不具穿孔的散热鳍片及其延伸应用，解决了所述技术领域存在已久的散热效率问题。

Description

一种散热鳍片、散热鳍片组以及电子装置

技术领域

本发明公开了一种散热鳍片、散热鳍片组以及一电子装置，更明确的说，本发明系揭露了一种电子装置，其包含有一包含有复数片高效散热设计的散热鳍片的散热鳍片组。 

背景技术

由于云端伺服器需求增加，伺服器运算效能与硬体配置密度相对提高，一颗或多颗高效能处理器(135W甚至以上)的伺服器设计也为市场需求与设计导向。然而，当在1U伺服器使用到处理器的同时，处理器的散热问题也因其困难度而成一独立课题。由于1U 伺服器空间上的限制，处理器散热鳍片宽面的设计受到记忆体及其他元件摆放位置限制，故此无法利用大面积的散热鳍片来进行散热。因此，如何在有限的空间中最大化散热鳍片之散热效率，即为业界所持续探讨的问题。 

为此，为了有效的将散热鳍片的热能散发于空气中，得应用一风扇以使空气流动进而对散热鳍片附近的空气产生一强制对流进而更进一步的增加其散热的效果。而其中，空气流动的速度愈快接触表面面积愈大，则其冷却效果愈佳。据此，如何在周边条件均为固定的情况下，若能使流经散热鳍片的空气在流速以及接触面绩两者之间作出平衡以使其效率时最大化，即为达到最大化散热鳍片之散热效率之明确手段。 

另一方面，业界就前述的问题提出了许多的解决方式，如中国台湾专利第M295287号专利，即为一例，其已提出了一种藉由破坏、穿刺散热鳍片来使其表面凸出有一尖锐来增加有流体流经时的表面接触面积。 

需知悉的是，先前技术因其因表面具有穿孔以导致流体于各片散热鳍片间流动，以使其整体系统之阻抗增加。简单来说，业者为了增加其表面接触面绩而于其表面以冲压制程冲出有一穿孔及一相对应的凸起，惟因其穿孔而产生的紊流使流速减损，使其一定程度的抵销了前述接触表面增加所带来的效率提升。以此观之，先前技术仅能针对表面接触面绩或其流速二者之其中之一予以优化，而无法同时并备其二者之优点。 

据此，如何针对前述的问题来提出一种设计简洁、成本低廉的同时且得同时在流速以及接触面绩两者之间作出平衡之散热系统，实为所属技术领域具通常知识者所急欲解决的问题。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种散热鳍片、散热鳍片组以及一电子装置。更明确的说，本发明之散热鳍片具有一甲侧面以及一相对应的乙侧面，所述乙侧面上具有至少一个乙变型区域，所述乙变型区域中系分别形成有一凸出结构，所述凸出结构系自所述乙侧面往其法向量方向向外凸出而成。 

再者，在应用时，所述的乙侧面得具有复数凸出群集，所述复数个凸出群集系分别地由复数个邻接的凸出结构所组成，各个凸出群集中的凸出结构系以一倾斜于散热鳍片之长度方向排列。另外，前述的复数凸出群集系包含有第一凸出群集以及第二凸出群集，所述甲凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向与所述乙凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向不一致，所述第一凸出群集及所述第二凸出群集之间之最小距离处系形成有一流道空隙。 

另外，一种散热鳍片，具有一甲侧面以及一相对应的乙侧面，所述甲侧面及所述乙侧面上分别具有至少一相互对应之甲变型区域以及乙变型区域，每个所述甲变型区域中分别形成有一凹陷结构，所述凹陷结构系自所述甲侧面往所述乙侧面方向凹陷而成，每个所述乙变型区域中分别形成有一凸出结构，所述凸出结构自所述乙侧面往其法向量方向向外凸出而成；且所述凹陷结构不会贯穿所述散热鳍片。 

进一步地，其中所述乙侧面系具有复数个凸出群集，所述复数个凸出群集分别地由复数个邻接的凸出结构所组成，各个所述凸出群集中的所述复数个凸出结构以一倾斜于所述散热鳍片之长度方向排列。 

进一步地，其中所述复数个凸出群集系包含有一第一凸出群集以及一第二凸出群集，所述第一凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向与所述第二凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向不同，所述第一凸出群集及所述第二凸出群集之间之最小距离处形成有一流道空隙。 

另外，所述乙侧面系具有一导流槽，所述导流槽系自所述乙侧面往所述甲侧面方向凹陷而成，所述导引槽系斜向地沿所述散热鳍片之长度方向延伸且有经过所述流道空隙。需注意的是，本发明之甲侧及乙侧之结构及各种设计均得分别地独立应用，其排列组合将不于此赘述。 

再者，基于前述的设计，本发明亦提出了一种散热鳍片组，其包含有一基座以及复数片前述的散热鳍片。基座系具有一基座表面；而所述复数片散热鳍片系设置于所述基座表面且为相互水平排列且定义有一流道，所述复数片散热鳍片间之最小距离大于零，其中，所述复数片散热鳍片系包含有如前述所提及之各散热鳍片之任一者。 

再者，基于前述的各种设计，本发明亦提出了一种电子装置，其包含有：一壳体；一热源，固设于所述壳体之内部，所述热源系散发有一热能；以及一前述所提及之各散热鳍片组，所述基座系与所述电子元件接触以自所述热源之所述热能散发于所述壳体之内部。 

综上所述，藉由本发明之散热鳍片之无穿孔、凸出结构排列以及导引槽体之独特设计，增加涡流于鳍片与鳍片中间以利破坏散热鳍片边界层并有效地增加散热鳍片散热效率，提高散热鳍片的热传效应。本发明之散热鳍片、散热鳍片组以及电子装置不管是流动空气之速率及其与鳍片之接触面积均较已知的设计佳，解决了已知散热装置因紊流而流速受限以致热能无法有效被移除的问题。 

附图说明

图1为本发明之电子装置的示意图。 

图2为本发明之散热鳍片组的仰视图。 

图3为本发明之散热鳍片之甲侧面之示意图。 

图4为本发明之散热鳍片之乙侧面之示意图。 

图5为图4中凸出结构放大示意图。 

图6为本发明之散热鳍片之乙侧面之示意图。 

图7为本发明之散热鳍片的导引槽之示意图。 

图中： 

E：电子装置            E1：散热鳍片组   

E2：热源               E3：壳体

1：散热鳍片            3：基座

   10：甲侧面             111：凹陷结构

20：乙侧面             21：凸出群集

21A：第一凸出群集      21B：第二凸出群集

211：凸出结构          212：导流槽

30：基座表面           A：甲端

B：乙端                G：流道空隙

L：长度                T：厚度

H：高度                Z1：甲变型区域

Z2：乙变型区域。

具体实施方式

本发明系提出了一种散热鳍片、散热鳍片组以及一电子装置。更明确地说，本发明系提出了一种包含有一电子装置，而电子系包含有一散热鳍片组，而散热鳍片组又包含有前述的散热鳍片。而本发明之散热鳍片、散热鳍片组以及一电子装置系得被应用于如电脑或伺服器等电子元件的内部散热。相较于已知技术为增加接触表面面积而让其穿孔产生有紊流进而使流速减损，本发明系旨于解决接触表面面积之增加与紊流减损流速无法同时被解决的问题。 

请一并参阅图1及图2，图1系绘述了本发明之电子装置于一具体实施例中的示意图。图2系绘述了本发明之散热鳍片组于一具体实施例中的仰视图。由图可见，本发明的电子装置E系包含有一壳体E3、一热源E2以及一散热鳍片组E1。于本例中，电子装置E系指一伺服器或一电脑、壳体E3则系指其机壳、热源E2系指一硬碟或中央处理器模组、而散热鳍片组E1则系指一设置具有复数片散热鳍片1之散热基座3之总成。 

接著，以下将针对散热鳍片组E1及其所应用之环境进行说明。请参阅图2，图2为本发明之散热鳍片组E1之一具体实施例之仰视图。由图可见，本发明之散热鳍片组E1系包含有一基座3以及复数片散热鳍片1。同时，复数片散热鳍片1系藉由焊接来固设于基座3之基座表面30处。惟本发明不以前述之焊接为限，基板及前述各散热鳍片1亦得为一体成型。另外，于本例中，复数片散热鳍片1系设置于基座表面30且为相互水平排列且分别地于其之间定义有一流道，复数片散热鳍片1间之最小距离系较零大，亦即复数片散热鳍片1并不相互地接触者。 

在应用时，前述的散热鳍片组E1系被应用于一环境之中，而环境系存在有一流体。于本例中，流体系为一空气，空气系受一强制对流而自一甲端A往一乙端B流动，本说明书中将以甲端A及乙端B分别代表入气端及出气端所在之方向。以下将对前述的散热鳍片组E1中所包含的散热鳍片1之可能设计进行说明。惟为了对本发明之细部元件进行清晰的说明，以下将先对本发明之散热鳍片1及其应用环境进行定义。对散热鳍片组E1中的散热鳍片1来说，散热鳍片1自甲端往乙端之延伸距离系被定义为一长度L，而相对应的与基座3之基座表面30垂直之方向之延伸距离系被定义为一高度H，而除长度L及高度H方向以外者之另一轴向之延伸距离则被定义为一厚度T。 

请一并参阅图3，图3系绘述了本发明之散热鳍片于一具体实施例中之甲侧面之示意图。由图可见，本发明的散热鳍片1系具有一相对应的甲侧面10及乙侧面20，而甲侧面10及乙侧面20之正法向量方向为相反。于本例中，甲侧面10及乙侧面20系分别具有至少一相互对应且为实心之甲变型区域Z1以及乙变型区域Z2，每个甲变型区域Z1中系分别形成有一凹陷结构111，凹陷结构111系自甲侧面10往乙侧面20方向凹陷而成，每个乙变型区域Z2中系分别形成有一凸出结构211，凸出结构211系自乙侧面20往其法向量方向向外凸出而成；其中，主体部于变型区域之部份为一完整表面且隔离有甲侧面10及乙侧面20。 

简单来说，本发明系藉由一具有复数个半圆型压头及凹陷的治具来于散热鳍片1之表面进行施压，以使散热鳍片1变形。在变形后，散热鳍片1的一侧将具有复数个半圆型凸出结构211，而相对应的另一侧则系留有一相对应的半圆型凹陷结构111。而前述各凸出结构211及凹陷结构111所处之区则系分别地被定义为甲变型区域Z1及乙变型区域Z2。 

本发明与先前技术最大的相异之处在于本发明的半圆型凸出结构211及凹陷结构111所形成之处系为一完整表面且不具有一贯穿二者表面之穿孔或破损。藉此，流体于流经前述各甲变型区域Z1及乙变型区域Z2时所产生之紊流将得被极大程度的减少。更明确的说，由于其不具有贯穿甲侧面10及乙侧面20之穿孔且为一流线型设计，故当流体(空气)流进入散热鳍片1之凹陷结构111或经过凸出结构211时，本发明之散热鳍片1将得以在提供有一相对较大之接触面积之同时，将流体进、出凹陷结构111时所产生之旋涡被限制为与散热鳍片1之长度L方向为大致平行者。藉此设计，风流破坏连续边界层将热能带出时，虽然经过散热鳍片阻抗有增加，但涡流破坏鳍片边界层造成紊流效应远大于鳍片阻抗效应，有效改善散热鳍片散热效能与提昇鳍片效率。 

本发明系直接地避免了先前技术中因流体穿越散热鳍片1而造成之紊流而造成的流速减损，在得以增加接触面积之同时，最小化对流速之影响。需注意的是，本发明于应用时，得仅单独包含有甲侧及乙侧上之结构，亦即甲凹陷结构111及凸出结构211或其他相对应之设计均得予以独立使用。 

除此之外，为了进一步的减少本发明之凸出结构211对流体流速之影响，本发明的散热鳍片1更得对前述各凸出结构211之排放方式进行佈局。请一并参阅图4、图5以及图6，图4、图5及图6均系绘述了本发明之散热鳍片1于一具体实施例中之乙侧面20之示意图。由图可见，本发明之散热鳍片1系一长度L九公分之散热鳍片1，而其乙侧面20得具有复数凸出群集21，复数个凸出群集21系分别地由复数个邻接的凸出结构211所组成，各个凸出群集21中的凸出结构211系以一倾斜于散热鳍片1之长度L方向排列，如图所示。 

更进一步地，可进一步地将复数凸出群集21依其所处之位置细分为一第一凸出群集21A以及一第二凸出群集21B，第一凸出群集21A之复数个凸出结构211之排列方向系大致地垂直于第二凸出群集21B之复数个凸出结构211之排列方向，第一凸出群集21A及第二凸出群集21B之间之最小距离处系形成有一流道空隙G。而流体将得藉由流道空隙G以一较低的阻抗经所述处。藉由畅顺地增加流体需流经的路径之长度L，本发明之散热鳍片1之散热效果将得更进一步地被提升。需注意的是，前述的最小距离系指各个凸出群集21之任一点之间之最小绝对距离。 

更甚者，请参阅图7，图7系绘述了本发明之散热鳍片于一具体实施例中的导引槽之示意图。由图可见，本发明之散热鳍片1更得包含有复数个导流槽212，复数个导流槽212系自乙侧面20往甲侧面10方向凹陷而成，导引槽系斜向地沿散热鳍片1之长度L方向延伸且有经过流道空隙G。简单来说，前述的导流槽212得以使流体沿导引槽之延伸方向行进。另一方面，导引槽在导引流体以增加流速时，亦一并增加了散热鳍片1表面的接触面绩，明显地降低了流体流经散热鳍片1时所产生的阻抗并大幅度增加整体散热器的风速，达到有效增高散热效率之效。 

综上所述，藉由本发明之散热鳍片之无穿孔、凸出结构排列以及导引槽体之独特设计，增加涡流于鳍片与鳍片中间以利破坏散热鳍片边界层并有效地增加散热鳍片散热效率，提高散热鳍片的热传效应。本发明之散热鳍片、散热鳍片组以及电子装置不管是流动空气之速率及其与鳍片之接触面积均较已知的设计佳，解决了已知散热装置因紊流而流速受限以致热能无法有效被移除的问题。 

藉由以上较佳具体实施例之详述，系希望能更加清楚描述本发明之特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明之范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请之专利范围的范畴内。因此，本发明所申请之专利范围的范畴应根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。 

Claims (9)

1.一种散热鳍片，具有一甲侧面以及一相对应的乙侧面，其特征在于，所述乙侧面上具有至少一个乙变型区域，所述乙变型区域中分别形成有一凸出结构，所述凸出结构自所述乙侧面往其法向量方向向外凸出而成。

2.根据权利要求1所述的散热鳍片，其特征在于，其中所述乙侧面具有复数个凸出群集，每个所述凸出群集分别地由所述复数个邻接的凸出结构所组成，每个所述凸出群集中的所述复数个凸出结构均以倾斜于散热鳍片之长度方向排列。

3.根据权利要求2所述的散热鳍片，其特征在于，所述复数个凸出群集包含有一甲凸出群集以及一乙凸出群集，所述甲凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向与所述乙凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向不同，所述甲凸出群集及所述乙凸出群集之间之最小距离处形成有一流道空隙。

4.一种散热鳍片，具有一甲侧面以及一相对应的乙侧面，其特征在于，所述甲侧面及所述乙侧面上分别具有至少一相互对应之甲变型区域以及乙变型区域，每个所述甲变型区域中分别形成有一凹陷结构，所述凹陷结构自所述甲侧面往所述乙侧面方向凹陷而成，每个所述乙变型区域中分别形成有一凸出结构，所述凸出结构自所述乙侧面往其法向量方向向外凸出而成；且所述凹陷结构不会贯穿所述散热鳍片。

5.根据权利要求4所述的散热鳍片，其特征在于，其中所述乙侧面具有复数个凸出群集，所述复数个凸出群集分别地由复数个邻接的凸出结构所组成，各个所述凸出群集中的所述复数个凸出结构以一倾斜于所述散热鳍片之长度方向排列。

6.根据权利要求5所述的散热鳍片，其特征在于，其中所述复数个凸出群集包含有一第一凸出群集以及一第二凸出群集，所述第一凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向与所述第二凸出群集之所述复数个凸出结构之排列方向不同，所述第一凸出群集及所述第二凸出群集之间之最小距离处形成有一流道空隙。

7.根据权利要求6所述的散热鳍片，其特征在于，其中所述乙侧面具有一导流槽，所述导流槽自所述乙侧面往所述甲侧面方向凹陷而成，所述导引槽斜向地沿所述散热鳍片之长度方向延伸且穿越所述流道空隙。

8.使用根据权利要求1至7任一项所述的散热鳍片的一种散热鳍片组，其特征在于，包含有：

一基座，具有一基座表面；以及

复数片散热鳍片，所述复数片散热鳍片设置于所述基座表面且为相互水平排列且设有一流道，所述复数片散热鳍片间之最小距离大于零。

9.使用根据权利要求8所述一种散热鳍片组的一种电子装置，其特征在于，其包含有：

一壳体；

一热源，固设于所述壳体之内部，所述热源系散发有一热能；以及

一之散热鳍片组，所述基座与所述电子元件接触以让所述热源之所述热能散发于所述壳体之内部。

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