CN2547003Y - 多开口的高功率电子元件散热模块 - Google Patents

Abstract

一种多开口的高功率电子元件散热模块，特别是指一种能在维持散热模块现有外观尺寸不变的前提下，将原本因单向原开口设计而消耗、散失的风压被充分利用，使冷气流可导向任意方向、位置，而更有效发挥辐射式风扇效能的散热模块。其包括一本体部、一自本体部延伸的延伸部及一风扇，该设有辐射式风扇的本体部内为具有原开口的腔室，并进一步开设有一个或一个以上的其它开口于所述本体部的其它侧。使冷气流弹性分散导流至电路板顶、底两面的电子元件与周边装置所在处，提供高效率强制对流，有效同时降低多组电子元件的操作温度，进而降低系统整体表面温度、提高系统使用寿命。

Description

多开口的高功率电子元件散热模块

技术领域

本实用新型有关于一种多开口的高功率电子元件散热模块，特别是一种内具辐射式风扇、且可直接接触高功率电子元件的散热模块，在维持该散热模块现有外观尺寸不变的前提下，使冷气流能弹性分散导流至电路板顶、底两面的电子元件与周边装置所在处，进而提供高效率强制对流散热。

背景技术

近年来携行方便的笔记本电脑(NOTEBOOK)或便携式系统(PORTABLE APPLIANCE)，为了适应轻量化、薄型化的市场需求，其系统空间已益趋狭隘，造成其内部空气流场的流阻过高，极不利于空气循环，无法如传统桌上型个人电脑(DESKTOP PC)般使用轴流式风扇(AXIAL FAN)来将电子元件作动时所产生的热量排出系统之外。而若是运用元件散热模块(REMOTE HEAT EXCHANGER)的话，则可充分的利用有限空间，通过传导及强制对流的方式，将系统中任意位置的电子元件所产生的热量予以排出系统外。

请参阅图1、图2所示，即为一般的电子元件散热模块1，该散热模块1主要由一本体部11、一自本体部11延伸的延伸部12及一风扇13所构成。

请同时配合参阅图3的该散热模块1所示，该本体部11内具腔室111，腔室111左侧并具唯一、单向的原开口112，通过本体部11的底壁开口装设有一辐射式风扇13，使自底壁开口吸入的冷气流，可被该辐射式风扇13强迫导流至原开口112而排出；延伸部12自该本体部11的右侧顶壁来延伸，两者并埋设有热管14，且该延伸部12的底侧并具设有一导热介质121，这种导热介质譬如像是散热膏(Grease)、散热垫(Pad)等，可以设于两个需要进行热传导的物体间而达到良好的热传效果。

请参阅图3所示，为一笔记本电脑或便携式系统的机壳2剖面图，揭示其内部的散热模块1，原开口112对应于机壳出风口22，而风扇13则对应于机壳入风口21，且电路板3顶面的中央处理器31(CPU)直接接触于所述延伸部12的导热介质121，而其它主要的电子元件32(如北桥芯片North Bridge，NB)、及电子元件33(如南桥芯片South Bridge，SB)等则位于电路板3的底面。当系统运作时，中央处理器31所产生的高热，可传导至导热介质121，再迅速的通过热管14而传递至本体部11，以供该辐射式风扇13所吸入的冷气流，将该热量自原开口112及出风口22排出，以达到对电路板3顶面的中央处理器31散热的目的。

也就是，如图1～图3所揭示的一般散热模块1，利用热管14(HEATPIPE)或金属散热板(HEAT SPREADER METAL PLATE)将高功率电子元件(如中央处理器31)作动时所产生的高热传导至预定位置，同时通过辐射式风扇13(RADIAL FAN/BLOWER FAN)将吸入的冷气流经一腔室111导向该预定位置，并经单向的原开口112而排出至相对的预设机壳出风口，借此以将所述电子元件产生的热量排除至机壳2外部，而达到散热的效果。

该一般散热模块1之所以设计成单向的原开口112，虽用以强迫单向导流、减低系统背压而能达到提高空气流量的功效，但此一设计，却仅能针对可接触该散热模块1的电子元件：中央处理器31来提供其散热途径；且系统业者为追求电子系统的轻薄短小，经常于电路板3的顶、底两面，均设置表面接着元件(SMT)，如此一来，便无法同时对该顶、底两面的电子元件提供有效的散热，甚而可能对未使用散热模块1的电路板3另面的电子元件32、33，造成局部高温的边界效应，进而更使该面的电子元件被暴露于更高温的环境下，芯片的温度乃相应升高，导致电子元件使用寿命降低或甚而导至系统损坏。

再者，笔记本电脑或便携式系统可供装设散热模块的空间，极其有限，一旦个别零件或模块被定案后，几乎无法再行设计变更尺寸及外形，因此，如何同时解决：“电路板3顶、底两面的电子元件与周边装置的散热困境”、及“维持散热模块现有的外观尺寸”，乃为本案创作人所欲行解决的一大问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于可提供一种多开口的高功率电子元件散热模块，其在维持散热模块现有外观尺寸不变的前提下，使风扇吸入的冷气流能弹性地分散导流至电路板顶、底两面的电子元件与周边装置所在处，进而提供高效率强制对流，以期有效同时降低多组电子元件的操作温度，进而降低系统整体表面温度、提高系统使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型提供一种多开口的高功率电子元件散热模块，其主要包括一本体部、一自本体部延伸的延伸部及一风扇，该设有辐射式风扇本体部内为具有原开口的腔室，并进一步开设有一个或一个以上的其它开口于所述本体部的其它侧。在维持散热模块现有外观尺寸不变的前提下，将原本因单向原开口设计而消耗、散失的风压，得以被充分利用，使冷气流可导向任意方向及位置，以更有效发挥风扇效能，因此，风扇吸入的冷气流乃能弹性地分散导流至电路板顶、底两面的电子元件与周边装置所在处，进而提供高效率强制对流，以有效同时降低多组电子元件的操作温度，进而降低系统整体表面温度、提高系统使用寿命。

附图说明

图1为公知散热模块的立体仰视图；

图2为公知散热模块的立体俯视图；

图3为公知散热模块被使用于电脑机壳内的部分侧视剖面图；

图4为本实用新型散热模块第一实施例的立体仰视图(全开式)；

图5为本实用新型散热模块的该第一实施例，在被使用于电脑机壳内的部分俯视剖面图；

图6为本实用新型依据图5的部分侧视剖面图；

图7为本实用新型依据图6的部分仰视剖面图；

图8为本实用新型散热模块的第二实施例，且在被使用于电脑机壳内的部分侧视剖面图(半开式)；

图9为本实用新型散热模块的第三实施例的立体仰视图；

图10为本实用新型散热模块的该第三实施例，在被使用于电脑机壳内的部分仰视剖面图。

1：散热模块             11：本体部

111：腔室               112：原开口

12：延伸部              121：导热介质

13：风扇                14：热管

2：机壳                 21：入风口

22：出风口

3：电路板               31：中央处理器

32：电子元件            33：电子元件

4：散热模块             41：本体部

411：腔室               412：原开口

413：第二开口           414：第三开口

42：延伸部              421：导热介质

43：风扇                44：热管

具体实施方式

请参阅图4所示的本实用新型仰视立体图，本实用新型提供一种多开口的高功率电子元件散热模块，其包括一本体部41、一自本体部41右侧顶壁延伸的延伸部42、一风扇43、及多数开口。

如图4所示的本实用新型第一实施例(并请配合图5、图6所示)，本实用新型的散热模块4，其本体部41内具腔室411，腔室411左侧并具一原开口412，本体部41的底壁开口并装设有一辐射式的风扇43，于本体部41与延伸部42两者埋设有相连通的热管44，且该延伸部42的底侧并具设有一用以接触电子元件的导热介质421；再者，除所述的原开口412以外，并可进一步开设有一个或一个以上的其它开口于所述本体部41的其它侧。而所述其它开口的开设位置，可为与风扇吸入口垂直的散热模块4任一壁面，或可为本体部41的厚度(高度)侧：前、后、左侧，又可为恰与所述原开口412相对且适朝向延伸部42的延伸方向，更可为依据必须增强散热的电子元件所在处或视系统所需来设置；至所述其它开口的面积大小或\及开孔率，也可视系统所需而设计。借此，如图中所示该其它开口，即为恰与所述原开口412左右相对、且适朝向延伸部42的延伸方向的第二开口413，第二开口413可为全开式或半开式，本实施例的第二开口413为全开式，也就是本实用新型第一实施例的该第二开口413被开设于本体部41的右侧(且为全开式)。

请参阅图5、图6、图7所示，为一笔记本电脑或便携式系统的机壳2剖面图，图中揭示了其内部的该第一实施例散热模块4，原开口412对应于机壳出风口22，而风扇43则对应于机壳入风口21，且电路板3顶面的中央处理器31(CPU)接触于所述延伸部42的导热介质421，电子元件32、33位于电路板3的底面，而所述的该全开式第二开口413，如图6所示，则恰同时朝向该电路板3顶面处的中央处理器31、及该电路板3底面处的电子元件32、33。当系统运作时，中央处理器31所产生的高热，除可传导至导热介质421、热管44而传递至本体部41，并供风扇43所吸入的冷气流将该热量自原开口412及出风口22排出，以达到对顶面的中央处理器31散热的目的以外，通过所述第二开口413为全开式而能同时对应于电路板3顶面的中央处理器31及底面的电子元件32、33，使辐射式风扇43所吸入的冷气流，可进一步通过该第二开口413，而同时导向该中央处理器31的所在处、及该电子元件32、33的所在处，进行吹送冷气流而散热，使位于电路板3顶面的中央处理器31，可同时利用“导热介质421、热管44”与“该全开式第二开口413”，而被双重散热，并使位于电路板3底面且原本未被散热的电子元件32、33，也能达到被吹送冷气流的散热功能。因此，在仍维持散热模块4现有的外观尺寸不变下，原本因单向原开口412设计而消耗、散失的风压，得以被第二开口413所利用，更因该第二开口413为一全开式开口，而使冷气流被导向电路板3的顶、底两面处，所述冷气流乃能弹性地分散导流至电路板顶、底两面的电子元件与周边装置所在处，提供高效率强制对流，以有效同时降低多组电子元件的操作温度，进而降低系统整体表面温度、提高系统使用寿命。

对于笔记本电脑或便携式系统，业者间常在争取2至3度的散热，因此，本案创作人乃以多开口式散热模块4的本实用新型进行测试，希望能达到使某一甚至某些高功率电子元件的操作温度被降低2～3度：

如上述第一实施例的图4～图7所示，以一外观尺寸为192*150*24mm的小型便携式系统为仿真分析模型，将第一实施例所揭示的该散热模块4安装于此一仿真分析模型的机壳2内，其中，该散热模块4的原开口412相对侧具有一全开式第二开口413(单一且全开式第二开口)；此一仿真分析模型在安装了第一实施例的散热模块4后，其散热被改善的效果，有第一及第二仿真分析结果，且下揭的北桥芯片(NB)与南桥芯片(SB)两者的所在位置，即分别为图7中电子元件32、33所在的位置，并位于电路板3底面处。

第一仿真分析使用CPU(4.5W)/NB(2W)/SB(0.7W)，其结果为：

      Tcase_CPU降低0.3℃

      Tcase_NB降低2.7℃

      Tcase_SB降低2.7℃

第二仿真分析使用CPU(6.0W)/NB(2W)/SB(0.7W)，其结果为：

      Tcase_CPU升高0.1℃

      Tcase_NB降低2.4℃

      Tcase_SB降低1.9℃

上揭两仿真分析模型中，对于系统要求较快的北桥芯片(32)均能降温2度以上；对于系统要求较慢的南桥芯片(33)也均能降温2度左右。已符合笔记本电脑或便携式系统常在争取2至3度的散热要求。于第二仿真分析中CPU所升高的0.1℃，由于其升高的值极小，对CPU的散热能力可说不受影响。因此，本实用新型多开口的第一实施例散热模块4，除能有效降低南、北桥芯片(33、32，此二芯片与散热模块4系分置于电路板3的底、顶面)的表面温度外，并未衰减对高功率CPU(中央处理器31，即：散热模块4直接接触的电子元件)的散热能力，纵然仅以本实用新型单纯增设第二开口的第一实施例来分析，即已具有可使冷气流导向任意方向、位置或电路板3的顶、底面，电子元件与周边装置可共享同一辐射式风扇43所提供的强制对流优点，且，其所增加的多向开口，更不会改变散热模块4原始的外观尺寸，甚至兼具有重量减轻与用料减少的优点。

再请参阅图8所示的本实用新型第二实施例，上述第二开口也可为如图所示的下开式(半开式或部分开口式)第二开口413，因此，该第二开口413乃恰对应于电路板3底面的电子元件32、33，使所述冷气流可对电路板3底面的电子元件32、33来吹送、散热。

另请参阅图9、图10所示的本实用新型第三实施例，其除本体部41左、右侧的原开口412及全开式第二开口413外，也可于本体部41的后侧进一步开设一第三开口414，能将原本因单向原口412设计所消耗、散失的风压，得能更进一步的被充分利用。

如图10所示的仰视剖面图，将一具有第二、三开口413、414的第三实施例散热模块4，使用于笔记本电脑或便携式系统内，图中所示的电子元件32、33设置于电路板3的底面，而中央处理器31设置于电路板3的顶面，并已与导热介质421接触；此时，该第二开口413可对中央处理器31吹送冷气流而加强散热，而该第三开口414则可对电路板3底面的其它电子元件32、33及其它图未示的周边装置吹送冷气流而散热，因此，在仍维持散热模块4现有的外观尺寸下，原本因单向原开口412设计而消耗、散失的风压，得以被第二开口413及第三开口414所充分利用，所述冷气流乃能弹性地分散导流至电路板顶、底两面的电子元件(31～33)与周边装置所在处，提供高效率强制对流，以有效同时降低多组电子元件的操作温度，进而降低系统整体的表面温度、提高系统使用寿命。

如上述第一～三实施例的本实用新型构造，其确具有以下优点：

(1).使冷气流导向任意方向、位置或电路板3的顶、底面，电子元件与周边装置可共享同一辐射式风扇43所提供的强制对流。

(2).可视需求而在散热模块4本体部41的前、后、左侧开设开口，使得原本因单向原开口412的腔室411所消耗、散失的风压，得以转换成为其它散热途径之用，除更有效发挥风扇43的效能外，噪音也可大为降低。

(3).本实用新型所增加的多向开口，不会改变散热模块4原始的外观尺寸，且更兼具有重量减轻与用料减少的优点。

综合所述，本实用新型所提供的一种多开口的高功率电子元件散热模块，确可克服电路板顶、底两面的电子元件与周边装置的散热困境，并同时也能维持散热模块现有的外观尺寸不变。

Claims (10)

1、一种多开口的高功率电子元件散热模块，包括一本体部、一自本体部延伸的延伸部及一风扇，该设有辐射式风扇的本体部内为具有原开口的腔室，其特征是，该模块进一步开设有一个或一个以上的其它开口于所述本体部的其它侧。

2、如权利要求1所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，其开设位置可为与风扇吸入口垂直的散热模块任一壁面。

3、如权利要求1所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，其开设位置可为本体部的厚度侧或高度侧。

4、如权利要求1所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，可恰与所述的原开口相对，且适朝向延伸部的延伸方向，而构成第二开口。

5、如权利要求4所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，其第二开口，可为全开式或半开式，且所述的全开式或半开式，是指对应于电路板顶、底两面、或指对应于电路板底面的全开方式或半开方式。

6、如权利要求1所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，可进一步于其本体部与延伸部两者埋设有相连通的热管。

7、如权利要求7所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，其开设位置可为与风扇吸入口垂直的散热模块任一壁面。

8、如权利要求7所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，其开设位置可为本体部的厚度侧或高度侧。

9、如权利要求7所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，本体部的其它开口，可恰与所述的原开口相对，且适朝向延伸部的延伸方向，而构成第二开口。

10、如权利要求13所述的多开口的高功率电子元件散热模块，其特征是，其第二开口，可为全开式或半开式，且所述的全开式或半开式，是指对应于电路板顶、底两面、或指对应于电路板底面的全开方式或半开方式。

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