CN2681326Y - 散热装置 - Google Patents

Abstract

一种散热装置，设置于一处理器单元上方；该处理器单元具有一处理器芯片及一整合传导热能的导热板设置于该处理器芯片上方；该散热装置至少包括有一鳍片模块及一导热件连接于该鳍片模块下方。该鳍片模块包括有第一组鳍片及两组第二组鳍片，该第一组鳍片的导热系数大于该第二组鳍片的导热系数，该第一组鳍片与该第二组鳍片交错设置且设置于第二组鳍片的中间，并且该第一组鳍片的宽度大于该处理器芯片的宽度并且小于该导热板的宽度。

Description

散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种散热装置，特别指设置于中央处理器的堆栈型散热鳍片的散热装置，其混合有两种不同材质鳍片组，且以最佳的群组比例交错设置。

背景技术

由于计算机及电子科技朝向功能强及速度快的方向快速发展，其中央处理器(CPU，central processing unit)在运算过程中会产生热能，一般作法是于中央处理器的表面上组装一散热器，并于其散热鳍片上再组装一风扇，而使中央处理器所产生的热能传导至散热鳍片上，再藉由风扇产生的冷空气吹送至多个散热鳍片的间隙中进行散热。

同时，适应中央处理器的高散热要求，其发展趋势渐渐朝向堆栈式鳍片以增加散热面积，并且由纯铝质改为混合式散热器(铝与铜)或纯铜质散热器以增加导热效果。其主要原因乃由于铜质(包括合金铜)的热传导系数几乎是铝(包括铝合金)的两倍，其散热效果较好。

然而，由于铜的比重远远超过铝，因此全铜散热器比常见的铝散热器要重的多，大小差不多的两种散热器的重量相差一倍以上。过重的散热器在搬运计算机时，有可能会因震动过大而脱落，或者对中央处理器产生直接的冲击损坏。有的中央处理器的制造商即规定当散热器重量超过300克的时候，就要取下CPU散热器后才能搬运计算机，这当然造成使用者一定的麻烦。为了避免全铜散热器在重量上的问题，一些厂家采用铜底铝鳍的设计方式，在靠近CPU核心的地方使用铜板增强热传导，而上面的鳍片则仍然选用铝材料，以减轻散热器的重量。其效果虽然有改善，仍是有限。

另一面，价格因素也是影响铜质散热器普及的主要因素。铜的质地很软，加工不易，无法像铝那样采用热铝挤压的工艺以成批生产，有的采用精密铸造，有的则采用分割制作然后通过套嵌的方式将底座和鳍片连接起来。正因为铜质散热器加工难度大、工艺复杂，所以这类产品销售的价格明显要高出铝质散热器一大节，通常同样效果，铜质的价格约为铝质的四倍。然而，另一面铝的耐腐蚀性又比铜略优。

是以，由上可知，上述现有的散热装置，特别是铜铝混合式，在实际制造时，需考量热传导系数、比重、价格、耐腐蚀性等诸多因素，显然具有可改善之处，以取得最佳化比例。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种散热装置，其散热鳍片中交错设置有两种不同材质的鳍片组，并且在热传导效能、重量、及成本的考量因素中取得两鳍片组特别是铜质及铝质鳍片的最佳比例。

为达到上述的目的，本实用新型提供一种散热装置，设置于一处理器单元上方；该处理器单元具有一处理器芯片及一整合传导热能的导热板设置于该处理器芯片上方；该散热装置至少包括第一组鳍片，两组第二组鳍片；该第一组鳍片的导热系数大于该第二组鳍片的导热系数，该第一组鳍片与该第二组鳍片交错并排设置且设置于第二组鳍片的中间；及一导热件连接于该第一组鳍片及该第二组鳍片的下方；其中该第一组鳍片的宽度大于该处理器芯片的宽度并且小于该导热板的宽度。

兹配合图式将本实用新型的较佳实施例详细说明如下，但是此等说明仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型的散热装置立体分解图；

图2为本实用新型的散热装置组合侧视图；

图3为本实用新型替换不同数量铜质鳍片并仿真量测主机内的温度的数据表格；

图4为根据图3以主机内温度为Y轴、铜质鳍片数量为X轴所制得的坐标图。

具体实施方式

请参阅图1，为本实用新型的散热装置立体分解图。该散热装置1包括一风扇10、一固定座20、多片堆栈式鳍片30、一导热件40连接于该多片鳍片30下方、以及一框架50设于其下方。该固定座20固定该风扇10于该鳍片30上，该框架50下端固定于计算机的处理器单元70上。

该散热装置1进一步可设置多个导热管60于该导热件40及该鳍片30之间。请参阅图2，为本实用新型的散热装置组合侧视图。本实用新型中该多片鳍片30由第一组鳍片32及两组第二组鳍片34以交错并排设置方式而组成的，该第一组鳍片32与该第二组鳍片34的主要特征在于第一组鳍片32的导热系数大于第二组鳍片34的导热系数，在本实用新型的实施例中该第一组鳍片32的材质为铜或铜合金并且第二组鳍片34为铝或铝合金，其考量因素在于材料成本及制造成本。

该处理器单元70通常包括有一插座80连接于一电路板82上、一基板76设置于该插座80上、一处理器芯片(CPU die)74设置于该基板76上、以及一导热板72(integrated heat spreader，IHS)设置于该处理器芯片74上用以传导该处理器芯片74的热能到该散热装置1上。

本实用新型的散热装置经由Flotherm的热传仿真分析软件(在电子热传设计应用领域的常用软件，4.1版)的分析，仿真条件为：环境温度38℃、CPU功率88瓦、风扇4300 RPM(转/分)、鳍片总数48片、鳍片高度36毫米、厚度0.4毫米、鳍片间距1.6毫米。分别将设置于该两组第二组鳍片34中间的第一组鳍片32以每加四片为单位，替换0，4，8，12，16，20，24，28片铜质鳍片，仿真量测主机内的温度，得到图3中的数据结果，再将其结果以主机内温度为Y轴、第一组鳍片数量(铜质鳍片数量)为X轴，得到如图4的坐标图。

分析图4的坐标图，发现其主要具有二段近似直线的不同斜率段落L1及L2，其中L1的斜率大于L2的斜率，意即，当第一组鳍片32(铜质鳍片)数量位于0至16片之间时，其温度下降比较铜质鳍片数量位于20至28片之间时，降得比较明显，更有效率，较有效率段落L1的最大数目为16片。再经过观察，发现第一组鳍片32，亦即铜质鳍片16片的总宽度乃略大于处理器芯片74的总宽度D1，并占全部鳍片数的约三分之一。

因此根据上述仿真实验，分析其中该中间部份的铜质鳍片32总宽度的最佳值，乃是其总宽度当略大于处理器芯片74的宽度D1时，散热效果改善得较有效率。另一面，处理器芯片74的热能乃是藉由该导热板72所传导，因此交错设置于第二组鳍片34之间的第一组鳍片32的总宽度倘若超过于该导热板72的宽度D2，则传导效率较无法提升。因此由上述仿真分析可知，具有最佳散热的第一组鳍片数量，乃是其总宽度略大于处理器芯片74的宽度D1，并且小于该导热板72的宽度D2，此为本实用新型的散热效果及制造成本考量的平衡点。

因此由上述得知，本实用新型的特点乃是于散热鳍片中交错设置有导热系数较佳的第一组铜质鳍片，分析其具最佳改善散热效果的数量，经过Flotherm热传仿真分析软件进行仿真，分析数据发现在热传导改善效果、重量、成本的因素中，得到最佳第一组鳍片总宽度的范围，使得本实用新型的散热装置比现有纯铝的散热装置具有更良好散热效率，而比纯铜的散热装置具较低廉的价格。

综上所述，以上所揭露者，仅为本实用新型较佳实施例而已，自不能以此限定本实用新型的权利范围，因此依本实用新型申请范围所做的均等变化或修饰，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1、一种散热装置，设置于一处理器单元上方，该处理器单元具有一处理器芯片及一整合传导热能的导热板设置于该处理器芯片上方，其特征在于：该散热装置至少包括：

第一组鳍片；

两组第二组鳍片，该第一组鳍片的导热系数大于该第二组鳍片的导热系数，该第一组鳍片与该第二组鳍片交错并排设置且设置于第二组鳍片的中间；及

一导热件连接于该第一组鳍片及该第二组鳍片的下方；其中

该第一组鳍片的宽度大于该处理器芯片的宽度并且小于该导热板的宽度。

2、根据权利要求1所述的散热装置，其特征是该第一组鳍片的材质为铜或铜合金。

3、根据权利要求1所述的散热装置，其特征是该第二组鳍片的材质为铝或铝合金。

4、根据权利要求1所述的散热装置，其特征是该第一组鳍片的材质为铜或铜合金，并且该第二组鳍片的材质为铝或铝合金。

5、根据权利要求1所述的散热装置，其特征是该散热装置还包括一风扇、一固定座用以容置该风扇且固定于该散热器上方、及一框架用以容置该散热器且固定于该处理器单元上。

6、根据权利要求5所述的散热装置，其特征是该散热装置还包括有多个导热管连接该导热件于该鳍片。

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