CN1148627C - 电脑芯片散热装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电脑芯片散热装置及其制造方法，该电脑芯片散热装置包括一基座及数个散热鳍片，该基座具有二相对的表面，其中一表面与电脑芯片抵接，而另一表面上则具有熔点较低的材料，所述数个散热鳍片结合于该表面上；该制造方法包括：提供一基座及数个散热鳍片，该基体具有熔点较低材料的结合层，以在适当的温度控制下，固结该数个散热鳍片。

Description

电脑芯片散热装置及其制造方法

本发明涉及一种电脑芯片散热装置及其制造方法，尤指一种制造快速容易、质量稳定并且散热效果良好的电脑芯片散热装置及其制造方法。

随着电脑信息产业的快速发展，电脑内部装设的各种电子设备也日益增多，例如：芯片、电源供应器、磁盘驱动器、光盘驱动器等。由于每个电子设备在运行过程中，都会产生相当的热量，其中，尤其需要注意中央处理器芯片所产生的热量，并且随着电脑运算速度的增快，中央处理器芯片产生的热量也相对增加，因此如何有效地解决电脑内部的散热问题，以确保中央处理器芯片在适当的温度下运行，避免影响电脑讯号传输的稳定性及质量，已成为刻不容缓的课题。

已知的用来解决中央处理器芯片所产生的热量的相关技术中，如图1所示的散热装置1比较具有代表性。其中，该散热装置1包括一个具有特定厚度的基座2，以及数个以阵列方式凸伸排列的散热鳍片3，基座2与中央处理器芯片(图未示)抵接，而散热鳍片3则用来增加整体散热面积。这种散热装置1是先在X方向上挤制(extruding)，再在垂直于X方向的Y方向上剖沟(sawing)，以形成阵列方式凸伸排列的散热鳍片3。就这种散热装置1而言，它的散热效果的好坏，散热鳍片3的高度h与两散热鳍片3间的距离d的比值，为一相当重要的参考资料，比值愈大则散热效果愈佳，然而，因为模具和制造技术上的限制，一般技术水平所能达到的h∶d比值大致在11∶1以下；更进一步地，由于剖沟过程的切削速度有一定程度的限制，并且因为切削伴随产生的大量毛头，也需要另外去除，以免不慎掉落而造成相关的电气组件短路，因而这种通过挤制加上剖沟而得到的散热装置1，不但无法大快速地生产，并且不能确保它的质量。

由于上述的散热装置存在着若干不足，因而便有了如图2所示的散热装置6产生，这是先以挤制方式形成具有若干平行长槽8的基座7，再将对应的平板状散热鳍片9嵌固在长槽8内。这种散热装置6虽然可以改善上述的挤制加上剖沟方法的缺点，然而，因为长槽8与散热鳍片9之间仅仅是弹性夹持，无法达到完全紧密配合，两者之间极易产生若干空隙而大大地影响整体散热效果。

另外，在美国专利第4,879,891、4,884,331、5,019,940、5,276,585、5,436,798、5,486,981、5,509,465、5,590,025、与5,594,624号等案中，也揭露了相关的技术内容。

由于已知的用以解决中央处理器芯片所产生的热量的散热装置均存在着若干不足，因而如何提供一种制造快速容易、质量稳定并且散热效果良好的散热装置，便成为刻不容缓的课题。

本发明的目的在于提供一种制造快速容易、质量稳定并且散热效果良好的电脑芯片散热装置及其制造方法。

本发明电脑芯片散热装置包括一个基座和数个散热鳍片，该基座在特定表面的部分区域为熔点较低的材料，数个散热鳍片结合于该特定表面上。其制造方法包含以下步骤：提供一具有特定尺寸及熔点的基座，该基座在特定表面的部分区域上具有熔点较低的材料；提供数个具有特定熔点的散热鳍片；将数个散热鳍片排列置于基座的特定表面上；利用夹具预先固定住基座及散热鳍片整体，并使基座与散热鳍片间的接合处于受压状态；将夹具、基体及散热鳍片整体，一起放置入可控制温度的加温装置内；将加温装置内的温度控制在仅足以熔化基座上熔点较低的材料的程度，并保持一段时间，使散热鳍片与基座固结一体。

由于本发明采用了以上技术方案，使得电脑芯片散热装置制造快速容易、品质稳定并且散热效果良好。

下面通过对附图和较佳实施例的描述来对本发明作进一步说明。

图1为已有的电脑芯片散热装置的立体图。

图2为另一已有的电脑芯片散热装置的立体图。

图3为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第一实施例的立体图。

图4为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第二实施例的立体图。

图5为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第三实施例的立体图。

图6为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第四实施例的立体分解图。

图7为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第四实施例的上视示意图。

图8为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第五实施例的立体图。

图9为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第六实施例的立体分解图。

图10为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第六实施例，沿图9X-X线所做的剖视图。

请参阅图3，为本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第一实施例的立体图。其中，该散热装置10包括：一具有特定厚度的基座11、数个彼此平行排配略呈板状且与基座11相抵接的第一散热鳍片13、以及特定数量略呈板状且与基座11相抵接的第二散热鳍片14。该基座11是由不同熔点的材料构成，其在与第一散热鳍片13、第二散热鳍片14抵接的表面上为熔点较低材料的结合层12，而相对于结合层12的另侧表面则与电脑芯片(图未示)抵接；第一散热鳍片13由板材直接冲压弯折而成，大体上呈平板状，其上形成有位于两端略呈三角形的第一开孔15，以及若干位于中央部分略呈长椭圆的第二开孔16，该第一开孔15及第二开孔16均为周缘封闭式开孔，该第一散热鳍片13在与基座11结合层12抵接的侧缘上，进一步垂直弯折出一具有适当长度的结合板17；第二散热鳍片14由板材直接冲压而成，大体上亦呈平板状，其上形成有与第一散热鳍片13的第一开孔15及第二开孔16对应的开孔，该第二散热鳍片14并未设有如第一散热鳍片13的结合板17结构，第二散热鳍片14的设计目的在于确保散热装置10整体结构上的平整性。该平行排配的第一散热鳍片13与第二散热鳍片14并在适当位置预留槽道18，供相关扣合装置(图未示)跨设，以将散热装置10固定于电脑内部的适当位置。

运用夹具(图未示)夹持住整个散热装置10，使第一散热鳍片13、第二散热鳍片14与基座11结合层12间的抵接处于适当的受压状态后，送入一可控制温度的加温装置(图未示)内，经过适当的温度控制，使基座11上熔点较低的结合层12熔化，以将第一散热鳍片13及第二散热鳍片14固结在基座11上，至于基座11的其余部分、第一散热鳍片13、或第二散热鳍片14，则因熔点较高，并未熔化。这种制造方法，就一般加温装置的规格而言，约十二分钟即可完成五百至一千个，在制造速度上，远优于现有挤制加上剖沟的方式，且该散热装置10在基座11与第一散热鳍片13、第二散热鳍片14间，亦无影响散热效果的空隙存在。

由于第一散热鳍片13与第二散热鳍片14均由板材直接冲压而成，制造上相当容易，并且也没有剖沟方式产生的毛头情形，质量得以确保。再者，从第一散热鳍片13侧缘垂直弯折而出的结合板17，其延伸长度可根据需求做不同的设计，以获得适当的散热鳍片高度与两散热鳍片间距离的比值。另外，设计在第一散热鳍片13上的第一开孔15及第二开孔16，或设计在第二散热鳍片14上的对应开孔，亦可依实际需要设于不同位置或设计成不同形状，以适当地控制空气的流场。

可以理解地，该第一散热鳍片13及第二散热鳍片14的制造方法，除了上述直接冲压制得外，也可以通过其它方式制得，例如：第一散热鳍片13先以挤制方式形成第一开孔15及第二开孔16结构，再弯折出结合板17结构，而第二散热鳍片14则直接以挤制的方式形成对应的开孔。

请参阅图4，是本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第二实施例的立体图，其整体结构及制造方法与第一实施例(参考图3)类似，该散热装置20亦包括：基座21、结合层22、第一散热鳍片23、第二散热鳍片24等结构，且上述第一散热鳍片23除了在与基座21结合层22抵接的侧缘垂直弯折出一结合板27外，并进一步在另一侧缘垂直弯折出一与该结合板27平行相对的密合板28，以使散热装置20内供空气流动的通道29呈周缘封闭状，当空气的流场方向如箭头A方向时，可获得良好的烟囱效应。另外，该第一散热鳍片23及第二散热鳍片24上，亦可依需要形成若干开孔(图未示)，以进一步控制空气的流场。

请参阅图5，是本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第三实施例的立体图，其整体结构及制造方法与第二实施例(参考图4)类似，该散热装置30在周缘呈封闭状的通道39内，进一步装设第三散热鳍片99，该第三散热鳍片99为折曲式散热鳍片(folded fin)，用以增加散热装置30整体的散热面积。

请一并参阅图6及图7，是本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第四实施例的立体分解图及上视示意图，其整体结构及制造方法与第一实施例(参考图3)类似，该散热装置40包括：基座41、结合层42、第一散热鳍片43、第二散热鳍片44等结构，该第一散热鳍片43在与基座41结合层42抵接的侧缘上，同时朝两侧垂直弯折出数个彼此相间隔的结合板47，且位于不同侧的结合板47是彼此交错，以使相邻两第一散热鳍片43的结合板47得以彼此互补密合，该第二散热鳍片44上亦具有类似于结合板47的结构，但它仅形成于一侧，以确保散热装置40整体结构上的平整性。

请参阅图8，是本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第五实施例的立体图，该散热装置50包括：基座51、结合层52、第一散热鳍片53、第二散热鳍片54等结构，该第一散热鳍片53设计成特定形状，以使该供空气流动且周缘封闭的通道59呈阵列方式排配，且越接近基座51的通道59的尺寸越大，此类方式可使温度较高的区域(越接近基座51温度越高)具有较大的空气流量。

请一并参阅图9及图10，是本发明电脑芯片散热装置及其制造方法第六实施例的立体图及剖视图。其中，该散热装置60包括：一略呈长形的基体61、数个彼此平行排配略呈L字形且与基座61抵接的第一散热鳍片63、以及特定数量略呈U字形且与基座61抵接的第二散热鳍片64。该基座61的两侧缘先朝第一散热鳍片63、第二散热鳍片64方向延伸一段距离后，再彼此相向延伸一特定长度，以形成结合部62，以及位于结合部62与基座61间的滑槽71，本实施例的基座61是通过挤制而得；第一散热鳍片63由板材直接冲压弯折而成，略呈L字形，其上形成有位于两端略呈三角形的第一开孔65，以及若干位于中央部分略呈长随圆的第二开孔66，该第一开孔65及第二开孔66均为周缘封闭式开孔，该第一散热鳍片63在与基座61抵接的侧缘上垂直弯折出一具有适当长度的结合板67，且在弯折处72附近进一步形成适当的缺口73，该结合板67在两端缘附近分别形成一浮凸74，且在中央部分形成一凸起75；第二散热鳍片64由板材直接冲压而制得，略呈U字形，整体结构与第一散热鳍片63类似，其上形成有与第一散热鳍片63的第一开孔65及第二开孔66对应的开孔，以及与结合板67、切口73、浮凸74等相对应的结构，第二散热鳍片64的设计目的在于确保散热装置60整体结构上的平整性。该平行排配的第一散热鳍片63与第二散热鳍片64并在适当位置预留槽道68，供相关扣合装置(图未示)跨设，以将散热装置60固定在电脑内部的适当位置处。

通过结合部62、滑槽71、与结合板67、缺口73间适当的尺寸配合，以及导引限制功能，第一散热鳍片63及第二散热鳍片64可根据需求，依序地滑动装设于基座61上，然后，利用冲压设备(图未示)冲击该结合部62，使其产生塑性变形并抵顶住结合板67上的浮凸74，而将第一散热鳍6 3及第二散热鳍片64与基座61结合成一体。由于第一散热鳍片63或第二散热鳍片64的弯折处72并非完全直角，或多或少仍属圆角结构，因而利用该形成于结合板67中央部分的凸起75结构，来抵顶相邻散热鳍片上略高于弯折处72的位置时，即可确保相邻两散热鳍片间的距离。

由于第一散热鳍片63、第二散热鳍片64与基座61之间，是单纯以挤压方式达成结合，为增加整体散热效果，亦可另于结合板67底面与基座61顶面之间加上热传胶带(thermal tape)、热传脂(thermal grease)、或热传蜡(thermal wax)等增进散热效果的介质(图未示)。

Claims (19)

1.一种电脑芯片散热装置的制造方法，其特征在于该方法包含以下步骤：提供一基座，该基座上表面具有熔点较基座低的材料；提供数个散热鳍片，其熔点较基座上表面之材料熔点高；将数个散热鳍片直立排列置于基座的上表面；利用夹具预先固定住基座及散热鳍片整体，并使基座上表面与散热鳍片间的接合处于受压状态；将夹具、基座及散热鳍片整体一起放置于可控制温度的加温装置内；将加温装置内的温度控制在仅足以熔化基座上熔点较低的材料的程度，并保持一段时间，使散热鳍片与基座固结一体。

2.如权利要求1所述的电脑芯片散热装置的制造方法，其特征在于该数个散热鳍片是由板材直接冲压制得，且彼此平行排配。

3.如权利要求1所述的电脑芯片散热装置的制造方法，其特征在于该散热鳍片是由挤压方式制得。

4.一种电脑芯片散热装置，包括一基座及数个散热鳍片，其特征在于：该基座具有一上、下表面，其中，下表面接触电脑芯片，该数个散热鳍片直立排列于基座上表面，在基座上与散热鳍片接触的上表面具有熔点较基座及散热鳍片低的材料，且通过该材料的熔结作用使散热鳍片与基座固接在一起。

5.如权利要求4所述的电脑芯片散热装置，其特征在于至少一散热鳍片上设有至少一周缘封闭的开孔。

6.如权利要求5所述的电脑芯片散热装置，其特征在于每一散热鳍片上，均设有至少一周缘封闭式开孔，且每一散热鳍片上的开孔彼此相互对应。

7.如权利要求4所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在与基座接合的边缘进一步垂直延伸出一结合板，以与基座上表面接合。

8.如权利要求7所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在相对于结合板延伸边缘的另一边缘上，进一步垂直延伸出一与结合板同向延伸且平行相对的密合板，以使散热装置内供空气流动的通道呈周缘封闭状。

9.如权利要求8所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该周缘呈封闭状的通道内，装设有折曲式散热鳍片。

10.如权利要求4所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在与基座上表面接合的边缘上，进一步朝散热鳍片两侧垂直弯折出数个彼此相间隔的结合板，且位于两侧的结合板是彼此交错，以使相邻两散热鳍片的结板得以彼此互补密合。

11.一种电脑芯片散热装置，它包括一个基座和设于基座上的数个散热鳍片，其特征在于：该基座两侧缘朝散热鳍片方向延伸一段距离后，再彼此相向延伸而各形成一可塑性变形的结合部，上述散热鳍片竖立于基座上并位于二结合部之间，通过发生塑性变形的结合部挤压这些散热鳍片两侧边而使其与基座固接。

12.如权利要求11所述的电脑芯片散热装置，其特征在于结合部与基座之间形成有滑槽。

13.如权利要求11所述的电脑芯片散热装置，其特征在于至少一个散热鳍片上具有至少一个特定形状的周缘封闭式开孔。

14.如权利要求13所述的电脑芯片散热装置，其特征在于每一个散热鳍片上均具有至少一周缘封闭式开孔，且各散热鳍片上的开孔彼此相互对应。

15.如权利要求11所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在与基座接合的侧缘上，进一步垂直延伸出一个结合板。

16.如权利要求15所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该结合板在两端缘附近分别形成一个浮凸，以供基座的结合部挤压固持。

17.如权利要求15所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该结合板在中央部分形成一个凸起，用来确保相邻两散热鳍片间的距离。

18.如权利要求15所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在相对于结合板延伸侧缘的另一侧缘上，进一步垂直延伸出一个与结合板同向延伸并且平行相对的密合板，以使散热装置内供空气流动的通道呈周缘封闭状。

19.如权利要求11所述的电脑芯片散热装置，其特征在于该散热鳍片在与基座接合的侧缘附近，进一步形成适当的缺口，以配合基座结合部的尺寸结构。

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