CN104218011A - 微处理器散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一微处理器散热系统，包括一电路板、一风扇、一微处理器，以及一高热传散热器，该高热传散热器具有一迎风面、一背风面、一第一侧边、以及一第二侧边，利用流体力学及空气动力学之概念，将高热传散热器迎风面设计成不同几何形状以降低流阻，在背风面形成凹陷，降低热交换路径长度，改善热交换效率，使流体相对容易进入散热鳍片中进行热交换，提升流进高热传散热器内部之流体总量，因而达成降低CPU温度之功效。

Description

微处理器散热系统

技术领域

本发明涉及一种微处理器散热系统，在微处理器之上贴合金属散热器，辅以风扇产生气流流经散热器，带走微处理器所产生之高热。

背景技术

由于科技日新月异，中央处理器(CPU)的时脉速度明显增快，使得整体晶片会消耗更多电力，产生更多热耗，利用散热器来增加散热面积是最常见的方式，当散热设计困难度越来越高，所需要花费模具成本也越来越多，虽然新制程与设计技术不断提升，然而散热器在有限空间的限制下，散热器设计者经常面临到设计瓶颈与极限的情况，尽管如此，散热片仍是经济可靠的散热方式，因此如何提升散热片的效率成为很重要的课题。

传统型散热器通常用有一底座以及向上延伸多个固定间隔的金属平板，此金属平板通常称之为散热鳍片，当气流流经表面时会进行热交换，热交换的速率越快则代表散热效果越好，然而热交换效率常取决于鳍片间之间距，边界层厚度，流体速度以及流阻等相关参数之匹配性问题。

当气流进入到散热器内部，由于流场急遽改变，从原本广大的空间进入相对狭窄的两鳍片之间要进行热交换作用，此限缩的流道会加速流体速度，当速度加快时阻力越大，增加表面流体停留于散热器内部的时间，无法顺利排出带走热，热边界层因而产生。

发明内容

本发明利用流体力学及空气动力学之概念，设计出高热传散热器，将迎风面设计成不同几何形状以降低流阻，来改善热交换效率，使流体相对容易进入散热鳍片中进行热交换，提升流进高热传散热器内部之流体总量，因而达成降低CPU温度之功效。

本发明微处理器散热系统第一实施例高热传散热器具有一迎风面、一背风面、一第一侧边、以及一第二侧边，该迎风面顶着气流方向以近似流线型形状凸起，使散热器整体风阻降低，导引更多气流流入散热鳍片内部进行热交换，有效降低CPU温度。

本发明微处理器散热系统第二实施例高热传散热器背风面导入凹陷设计，此凹陷主要作用为缩短热空气行进路径，且自然形成低压区，利用路径上的优势与压差的变化，将热空气导引出高热传散热器外部。

本发明微处理器散热系统第三实施例高热传散热器在迎风面形成凹陷，达到气流汇集效果，本发明微处理器散热系统第四实施例高热传散热器在迎风面形成波浪状，相对于传统矩型高热传散热器，均可提高流进高热传散热器内部之流体总量，有效降低CPU温度。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及效果，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是一传统之微处理器散热系统示意图。

图2是本发明微处理器散热系统示意组合图。

图3是本发明第一实施例所配置之高热传散热器示意图。

图4是本发明第一实施例所配置之高热传散热器上视图。

图5是本发明第二实施例所配置之高热传散热器上视图。

图6是本发明第三实施例所配置之高热传散热器上视图。

图7是本发明第四实施例所配置之高热传散热器上视图。

【符号说明】

01                传统之微处理器散热系统

02                本发明之微处理器散热系统

10                散热器

12                电路板

14                风扇

16                微处理器

18                电子元件

20                高热传散热器

202               基座

204               散热鳍片

206               前端

208               后端

210               迎风面

212               背风面

214               第一侧边

216               第二侧边

218               中间平面

220               第一斜面

222               第二斜面

30                高热传散热器

302               凹陷

304               迎风面

40                高热传散热器

402               迎风面

404               背风面

406               第一侧边

408               第二侧边

50                高热传散热器

502               迎风面

504               背风面

506               第一侧边

508               第二侧边

具体实施方式

图1展示一传统之微处理器散热系统01，包括有一矩形形状之散热器10、一电路板12、一风扇14、与一微处理器紧贴在散热器10下方，该微处理器被散热器10覆盖住，因此在图1示意图中并未显示，风扇14固定在电路板12上方，散热器10正对着风扇14气流出口，风扇14推动气流流经散热器10以便带走微处理器所产生之高热，传统之微处理器散热系统的散热器10如图1中所展示，呈现矩形型式，面对气流之迎风面呈现齐平一致，对风扇气流造成流动阻力，当风扇气流流经散热器迎风面时，压力差会使可观的气流量从散热器两旁通过，成为旁通无效气流。

图2是本发明微处理器散热系统示意组合图，本微处理器散热系统02包括一电路板12、一风扇14、一微处理器16、复数个电子元件18、以及一高热传散热器20。该风扇14固定于该电路板12上侧的一端，该微处理器16装设于电路板12上侧，该高热传散热器20紧贴在该微处理器16上侧，高热传散热器20对着风扇14气流出口，风扇14推动气流流经散热器20以便带走微处理器16所产生之高热，本发明之特征为该高热传散热器20被设计成不同的几何形状，以提升热传导效率。

请综合参考图3与图4，分别为本发明第一实施例所配置之高热传散热器20之示意图以及上视图，本高热传散热器20，具有一基座202以及复数散热鳍片204自所述基座202向上延伸一特定高度而形成，各个散热鳍片204有均一的高度与厚度，但是长度则因散热器之近似流线设计而有所变化，各散热鳍片204的形状从侧面观察均近似于长条形，散热鳍片204在靠近风扇14的一端称为前端206，在远离风扇的一端称为后端208。各个散热鳍片204的前端206所连结形成的虚拟面称为迎风面210，各个散热鳍片204的后端208所连结形成的虚拟面称为背风面212，位于高传导散热器20最外侧之二片散热鳍片分别构成高热传散热器20之第一侧边214与第二侧边216，本第一实施例特征在于所述高热传散热器20之迎风面210顶着气流方向凸起，使高热传散热器20相对于风扇气流而言形成流线型，降低风扇气流的流阻。

进一步详细而言之，在本发明第一实施例中，所述高热传散热器20之迎风面210具有一中间平面218、一第一斜面220、以及一第二斜面222，所述中间平面218位于迎风面210中段且与垂直于风扇气流方向，所述第一斜面220系由所述中间平面218的一端向后倾斜延伸至第一侧边214的前端，所述第二斜面222系由所述中间平面218另一端向后倾斜延伸至第二侧边216的前端。简言之，由中间平面218、第一斜面220、以及第二斜面222所构成之迎风面210，呈现一类似流线型顶着气流方向凸起，降低风扇气流风阻，导引更多气流进入流入散热鳍片内部进行热交换，透过热模拟分析软体证明，相对于同等宽度与最大长度之传统矩型散热器，本高热传散热器可提高流进高热传散热器内部之流体总量，有效降低CPU温度。

本实施例的高热传散热器20之第一斜面220以及第二斜面222可用曲面取代之，所构成之迎风面将更近似流线型，相对于传统矩型散热器，亦可提高流进高热传散热器内部之流体总量，有效降低CPU温度。

图5是本发明第二实施例所配置之高热传散热器30上视图，将图4所示高热传散热器背风面中段部分导入一凹陷302，使高热传散热器30形状呈现一翼形，该凹陷302主要作用为缩短散热器中心流道热空气行进路径，自然形成低压区，利用路径上的优势与压差的变化，将热空气导引出高热传散热器外部。高热传散热器30中间区段散热鳍片长度缩短，让受热的气流不会因为路径狭长而成为停滞流，不会在内部形成阻塞，此高热传散热器30前端梯形结构，在迎风面304提供了一个低风阻的流线设计，当大量的气体被导引入高热传散热器30内部后，再配合背风面凹陷302结构，将已经进行完热交换作用后的热空气藉由缩短路径加速排出，得到CPU温度有效降低之功效。

图6是本发明第三实施例所配置高热传散热器上视图，高热传散热器40具有一迎风面402、一背风面404、一第一侧边406、与一第二侧边408，本第三实施例特征在于所述高热传散热器40之迎风面402顺着气流方向形成凹陷，达成汇集风扇气流之效果，中心流道之气流路径短于两侧流道之气流路径，使中心流道气流迅速流出，得到CPU温度有效降低之功效。

图7是本发明第四实施例所配置高热传散热器上视图，高热传散热器50具有一迎风面502、一背风面504、一第一侧边506、与一第二侧边508，本第四实施例特征在于所述高热传散热器50之迎风面502形成一波浪形，亦即结合本发明第一实施例与第三实施例迎风面特征，相较于传统矩型高热传散热器，可提高流进高热传散热器内部之流体总量，有效降低CPU温度。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。本领域技术人员在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种微处理器散热系统，包括

一电路板；

一风扇固定于电路板上侧；

一微处理器装设于电路板上侧；以及

一高热传散热器紧贴在该微处理器上侧，具有一基座及复数散热鳍片自所述基座向上延伸形成，所述高热传散热器具有一迎风面、一背风面、一第一侧边、以及一第二侧边，其特征在于：所述高热传散热器迎风面顶着气流方向形成一凸起。

2.如权利要求1所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器迎风面顶着气流方向以流线型形状凸起。

3.如权利要求1所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器迎风面具有一中间平面、一第一斜面、以及一第二斜面，所述中间平面位于所述迎风面中段且与气流方向成垂直，所述第一斜面系由所述中间平面的一端向后倾斜延伸至第一侧边，所述第二斜面系由所述中间平面另一端向后倾斜延伸至第二侧边。

4.如权利要求1所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器迎风面具有一中间平面、一第一曲面、以及一第二曲面，所述中间平面位于所述迎风面中段且与气流方向成垂直，所述第一曲面系由所述中间平面的一端向后弯曲延伸至第一侧边，所述第二曲面系由所述中间平面另一端向后弯曲延伸至第二侧边。

5.如权利要求1或2或3或4所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器背风面有至少一凹陷形成于背风面中段。

6.一种微处理器散热系统，包括

一电路板；

一风扇固定于电路板上侧；

一微处理器装设于电路板上侧；以及

一高热传散热器紧贴在该微处理器上侧，具有一基座及复数散热鳍片自所述基座向上延伸形成，所述高热传散热器具有一迎风面、一背风面、一第一侧边、以及一第二侧边，其特征在于：所述高热传散热器迎风面顺着气流方向形成一凹陷。

7.一种微处理器散热系统，包括

一电路板；

一风扇固定于电路板上侧；

一微处理器装设于电路板上侧；以及

一高热传散热器紧贴在该微处理器上侧，具有一基座及复数散热鳍片自所述基座向上延伸形成，所述高热传散热器具有一迎风面、一背风面、一第一侧边、以及一第二侧边，其特征在于：所述高热传散热器迎风面形成波浪状。

8.如权利要求6所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器背风面有至少一凹陷形成于背风面中段。

9.如权利要求7所述的微处理器散热系统，其进一步特征在于，所述高热传散热器背风面有至少一凹陷形成于背风面中段。