CN2717017Y - 散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种散热装置，是藉切削技术制造成型，其包括有一导热部及复数鳍片，该鳍片与该导热部为一体成型，该鳍片各设有复数平行的通孔、一顶部以及一底部，其中该鳍片的底部为稍为弯曲的与该导热部相连。该散热装置底部的导热部和散热鳍片由同一块金属板体整体成型。借此结构，本实用新型提供了一种可以减少整体重量、且同时具有良好导热性的散热装置，而可节省成本，并可以提升效率。另外，其能够促进空气对流，可减少灰尘累积的情形，而可以加速散热，并可以延长使用寿命，从而更加适于实用。

Description

散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种散热装置，特别是涉及一种利用削鳍技术制造的散热装置，可用以供高功率芯片散热。

背景技术

随着集成电路(IC)密度的增加，信息产品中的芯片在作动过程中产生的热量，常使芯片本身的温度超出其所能负荷的范围，尤其是中央处理器芯片，因运算速度及处理功能持续增加，其产生的热量若无良好的散热环境，经常造成零组件损耗乃至主机中断的现象。

为了有效解决芯片的散热问题，业界大多在芯片的顶部加装一包含复数个散热片的散热装置，其先前的现有技术请参阅图1所示，是现有技术的散热装置的立体图。该散热装置9，大体上为一矩形底板91及复数个由该底板91延伸出的散热片92所构成，其材料性质大多具备高热传导的特性，所以当工作芯片8温度上升时，具有高热传导性质的散热装置9便可藉传导效应迅速吸收该芯片8的热量，并藉其延伸的复数个散热片92将热量传至周围的空气中，再由空气的热对流效应将热散至外界，如图中箭头所代表的气流方向A所示。

现有技术的散热装置的制造方法，其包括有将铝材藉由挤出技术(extruding)而成型的方法，该种方法是为最经济的方法。然而该制造方法的缺点在于散热片的厚度及间距均较宽，常常不足以应付高功率芯片的放热速度，无法提供有效的散热功能。

现有技术另有一种制造方法，将数片薄型的散热片藉由镶嵌(bonding)或焊接(soldering)组装在底板上，此种制造方法虽然可以有效增加散热片的数量以增加散热装置的散热面积，然而此种制造方法制成的散热装置的底板与散热片之间由于是非直接连接，故其导热效果明显受到影响。

再者，现有习知的散热装置9为增加散热片的散热面积以提升其散热效率，散热片92则是紧密的排列着，散热片92之间的沟槽93空隙便相对的很狭小(约1.5mm)，该构造在导引冷空气至散热片周围时，会产生极大的障碍，请参阅图2所示，是图1中沿2-2剖面的散热装置的散热片空气对流图，由于散热片大多设计为矩形的片状结构，因此形成一面无形的墙，而外界的冷空气流至散热片92的边缘时(如图中箭头所代表的气流方向B所示)，便受散热片92的外形导引而向上分流，因而该散热片92底缘靠近芯片8的部份则无法得到充分的冷空气以供散热，致使高功率的芯片常因热量不能实时疏散而中断运算。

所以，业界又根据上述的散热装置进行改善，例如改变散热片的截面为倒梯形，或再切割散热片成为复数的柱形结构等，以增加其导流的功能，然而该等散热器如上述的散热器，皆因为增加散热面积，其散热片也是呈紧密的排列，散热片间的狭小空隙会相对造成另外的问题，如散热片之间的沟槽底部因气流转折而导致速度降低，使空气中的灰尘经久沉积于该等沟槽的底部，而导致散热效率降低，又因散热片排列密集而不易清理从而缩短了其使用寿命。

由此可见，上述现有的散热装置在实际制造与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决散热装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的散热装置存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的散热装置，能够改进一般现有的散热装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具有实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的散热装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的散热装置，所要解决的技术问题是使其提供一种可以减少整体重量、且同时具有良好导热性的散热装置，而可节省成本，并可以提升效率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本实用新型的另一目的在于，提供一种新型结构的散热装置，所要解决的技术问题是使其能够促进空气对流，可减少灰尘累积的情形，而可加速散热，并可延长使用寿命，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种散热装置，是藉切削技术制造成型，其包括：一导热部；以及复数鳍片，其与上述导热部为一体成型，该鳍片各具有复数平行的通孔、一顶部及一底部，其中该鳍片的底部为弯折并垂直地连接于该导热部。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的散热装置，其中所述的导热部形成设有不同高度的第一导热部及第二导热部，该第一导热部、第二导热部为相对应设置于一电路板的两相邻不同高度的芯片。

前述的散热装置，其中所述的鳍片的通孔底部距离该导热部有一预定距离。

前述的散热装置，其中所述的鳍片的通孔底部为与该导热部相连。

前述的散热装置，其中所述的鳍片的通孔为呈细长矩形。

前述的散热装置，其中所述的鳍片的通孔为呈细长椭圆形。

前述的散热装置，其中所述的鳍片的厚度为0.25～0.8mm。

前述的散热装置，其中所述的散热装置的上方设置有一风扇。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型散热装置至少具有下列结构特点及优点：

1、散热装置的性能优劣取决于鳍片密度、散热面积与导热性，由上述可知，本实用新型的散热装置远优于现有传统的散热装置中，如压铸、镶嵌式的各类散热装置。本实用新型的鳍片切削的散热装置(Skived-Fin HeatSink)较传统的散热装置更适合高阶计算机。

2、本实用新型散热装置的鳍片厚度非常薄，在相同尺寸内的散热面积可较现有传统的散热片增加许多，同时可以节省材料成本，且气流更为顺畅。本实用新型不需风扇，即可具有良好的散热效果，特别是可以适用于需要节省电源的电路板的芯片上。

3、本实用新型经由热传仿真软件设定仿真条件在散热片尺寸为80×60×35mm，热源7W，热源尺寸35×35×16mm，对比具有通孔及没有通孔的产品结构，其中具有通孔者的散热鳍片效率的确有所改善。

4、本实用新型藉由削鳍技术在一块金属板体剖削出的薄形而密集的散热片，同时也产生供气流流通的通孔，故本实用新型的散热装置在单位长度可以得到更多的散热片，能够增加散热的有效面积。

5、本实用新型的散热装置可节省材料约五分之一，可大幅降低材料成本。

6、本实用新型的散热装置底部的导热部和散热鳍片是由同一块金属板体整体成型，没有现有技术中间接相连的缺点，而具有更佳的导热性。

7、本实用新型的鳍片的通孔可导引气流于鳍片之间流通，能够更有效率地带走芯片所产生的热量及灰尘的累积。

综上所述，本实用新型提供了一种特殊结构的散热装置，其是藉切削技术制造成型，其包括有一导热部及复数鳍片，该鳍片与该导热部为一体成型，该鳍片各设有复数平行的通孔、一顶部及一底部，其中该鳍片的底部为稍为弯曲的与该导热部相连。该散热装置底部的导热部和散热鳍片由同一块金属板体整体成型。借此结构提供了一种可以减少整体重量、且同时具有良好导热性的散热装置，而可节省成本，并可以提升效率。另外其能够促进空气对流，可减少灰尘累积的情形，而可加速散热，并可延长使用寿命。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的散热装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更进一步清楚了解本实用新型的特征及技术内容，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1是现有技术的散热装置的立体图。

图2是图1中沿2-2剖面的散热装置的散热片空气对流图。

图3是本实用新型的散热装置的示意图。

图4是本实用新型中的金属板体切割前的立体图。

图5是本实用新型中的金属板体切割后的立体图。

图6是本实用新型中的金属板体切割并竖起一金属薄片的立体图。

图7是本实用新型第一实施例散热装置的立体图。

图8是本实用新型第二实施例的金属板体切割后的立体图。

图9是本实用新型第二实施例的金属板体切割并竖起一金属薄片的立体图。

图10是本实用新型第二实施例散热装置组装于电路板并加装风扇的立体图。

图11是沿着图10中11-11剖面的剖视图。

1、1a：金属板体                10、10a：槽道

12：第一金属片                 11a：第一底层

13a：第二底层                  14、14a：最后金属块

100、200：散热装置             2、2a：鳍片

20、20a：通孔                  22：顶部

24：底部                       3、3a：导热部

31a：第一导热部                32a：第二导热部

4：刨刀                        5：电路板

51、52：芯片               7：风扇

8：工作芯片                9：散热片

91：底板                   92：散热片

93：沟槽                   A、B：气流方向

S11、S12、S13：斜线        S21、S22、S23：斜线

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的散热装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3至图6所示，是本实用新型的散热装置的制造示意图。本实用新型散热装置，是先提供一金属板体1，该金属板体1可以是一铝锭或其它金属材料，如铜等所制成的金属块。该金属板体1具有复数个贯穿的槽道10，该槽道10可以是由铝材挤出成型时一体成型于金属板体1上。另外，由于铜的熔点比铝高很多，不利于挤压成型，该槽道10可以是铜材的金属板体1经过另一次钻孔加工而成型。该槽道10不限形状，其可以为圆形，或具有圆导角的矩形，或如图3中所示的矩形。

提供一硬度超过该金属板体1的刨刀4，以刨(铲)削该金属板体1，此称为削鳍技术(skived-fin technology)，该刨刀4可以是设置于一高精密CNC(计算机数字控制)的机床中，而由计算机精密控制其动作。在削鳍的制程中，先藉一治具固定该金属板体1，接着如图4所示，利用该刨刀4沿一预定角度的斜线S11斜向切削去掉第一金属片12，其中该第一金属片12为切削至该槽道10的底缘下方，也可以切削至该槽道10的底缘(如斜线S21所示)。

请参阅图5所示，由该金属板体1沿着与S11相同角度的斜线S12刨削一金属薄片，再使该金属薄片直立而形成一鳍片2，如图6所示，其中该鳍片2为连接于该金属板体1而没有断开，借着重复上述刨削并直立置放金属薄片的动作，亦即再沿与S11相同角度的斜线S13刨削另一金属薄片。如此重复刨削至最后一金属薄片，然后削掉剩余的最后金属块14。

请参阅图7所示，是本实用新型散热装置的立体图。藉由上述的加工步骤，可得到本实用新型的散热装置100，该散热装置100包括有复数片的鳍片2以及一与该鳍片2弯折并垂直地相连的导热部3，每一鳍片2同时形成设有复数个纵长形且彼此平行的通孔20，该通孔20为呈长条形，是在刨削的过程中由该槽道10所形成的。

该鳍片2，包括有一通孔20、一顶部22及一底部24。其中该鳍片2的底部24为稍为弯曲的与该导热部3相连。该鳍片2的通孔20不仅能减少散热装置100的整体重量，并且可提供较佳的热对流，能使侧向的空气流通该散热装置100，特别对于内部的鳍片2更具有较佳的散热效果。该散热装置100所减少的重量可由金属板体1的槽道10所占的体积、切削掉的第一金属片12及最后金属块14得知，一般可以减少大约20％的材料，从而可以大大降低成本，并且又具有较佳的热对流效果。

该散热装置100具有很大的表面积，因为藉由削鳍技术，该鳍片2的厚度可有效降低在0.25～0.8mm，该鳍片2之间的间距可缩短至0.5mm，其高度可达到50～60mm。更重要的是，上述这样的制造方式可提供比较好的热传导，因为该散热装置100的鳍片2与底部3为彼此相连，而不是使用焊接或是模造技术，故可减少热阻，有效的确保底部3与该鳍片2之间具有良好的热传导。

请参阅图8至图10所示，是本实用新型散热装置的另一实施例的立体图。一金属板体1a的底部在挤出成形时，直接形成具有不同高度的第一底层11a及第二底层13a。其中刨削该金属板体1a的预定角度调整为沿着图4中斜线S21切削，接续再以平行该斜线S21的角度进行刨削。其中切削该第一金属片的斜线S21为斜切至槽道10a的底缘，当然也可以切削到槽道10的底缘的上方。接着如图8所示，再沿着与该斜线S21平行的斜线S22刨削一金属薄片，并且该金属薄片直立而形成如图9中所示的鳍片2a，再重复上述的刨削金属薄片的步骤，直至切削掉最后金属块14a；藉此可以得到如图10所示的本实用新型第二实施例的散热装置200。

请参阅图10所示，该散热装置200具有鳍片2a及导热部3a，该鳍片2a设有通孔20a连接于导热部3a，该导热部3a设有第一导热部31a及第二导热部32a，是由该金属板体1a的第一底层11a及第二底层13a所形成的，藉此本实用新型的散热装置200可以同时设置于一电路板5上的两个相邻不同高度的芯片51、52上以供散热。在本实施例中，该通孔20a不仅可以避免灰尘沉积于鳍片2a的底部，也有利于清理该鳍片2a，只要借着强劲气流向下吹拂该鳍片2a，即可由该通孔20a轻易地排除鳍片2a之间的灰尘。当该散热装置200的上方再额外加装一风扇7时，可以更有助于气流的流畅性。

请参阅图11所示，是沿着图10中11-11剖面的剖视图，该风扇7可以产生向下的气流，并导引侧向气流通过散热装置200的鳍片2a之间，之后由该通孔20a顺畅且加速地排出。本实用新型的散热装置200不仅可以有效的利用侧向气流，不会产生滞流情形，其结构可产生更顺畅的气流而使灰尘不致停滞于该等鳍片2a之间。特别是能够改善如现有技术因气流转折而导致速度降低，使灰尘沉积于鳍片的底部的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1、一种散热装置，是藉切削技术制造成型，其特征在于其包括：

一导热部；以及

复数鳍片，其与上述导热部为一体成型，该鳍片各具有复数平行的通孔、一顶部及一底部，其中该鳍片的底部为弯折并垂直地连接于该导热部。

2、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的导热部形成设有不同高度的第一导热部及第二导热部，该第一导热部、第二导热部为相对应设置于一电路板的两相邻不同高度的芯片。

3、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的鳍片的通孔底部距离该导热部有一预定距离。

4、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的鳍片的通孔底部为与该导热部相连。

5、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的鳍片的通孔为呈细长矩形。

6、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的鳍片的通孔为呈细长椭圆形。

7、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的鳍片的厚度为0.25～0.8mm。

8、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于其中所述的散热装置的上方设置有一风扇。

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