TW201606488A - 在擴張的熱表面上的整合型密集衝擊 - Google Patents

Abstract

本發明揭示提供冷卻到電子裝置之熱管理系統。該熱管理系統包括：表面，具有複數擴張元件熱耦接到該表面；複數振動器總成，配置用以產生穿過該表面的冷卻流；及安裝結構，配置在該表面的該複數擴張元件頂上以相對於該表面定位該複數振動器總成。再者，該安裝結構係配置用以在一角度相對於該表面定向該複數振動器總成的每一者，使得該複數振動器總成所產生的該冷卻流在一角度衝擊在該等擴張元件上。

Description

在擴張的熱表面上的整合型密集衝擊

本發明的實施例廣泛地關於熱管理系統，且更特別地關於先前提供外部擴張熱表面的熱管理之衝擊流冷卻設備。

於當今市場中，電子裝置變得越來越小，同時亦具有更多性能及計算能力。因此，電子組件及系統十分需要安靜、可靠且具有小實體足跡的性質。

雖然諸如散熱片的被動冷卻系統係最可靠冷卻系統，它們亦是最小效率。為了使散熱片能夠散發更多熱，實體足跡係透過包括諸如鰭片、凸條及其它突出的擴張表面而增加。因此，諸如空氣或液體冷卻裝置的主動冷卻系統可加到散熱片以增加效率。然而，主動冷卻系統的加入亦可引出其它設計挑戰，諸如噪音及可靠性。

目前習知技術使用諸如散熱片的被動冷卻系統及諸如風扇的主動冷卻系統的組合，其係受限關於實體形狀因子、操作情況、噪音及可靠性。現存風扇溶液的缺 點包括與風扇的可動部分關聯的噪音。另一缺點包括風扇溶液的可靠性。也就是說，主動風扇熱溶液通常包括可能故障的大量可動部分。此外，風扇為基冷卻系統通常需要較大的實體足跡以達到冷卻流體的所需體積流率，且這較大的足跡可能不利於具有密空間限制的電子裝置。

因此，需要一種熱管理系統，以特定方式提供主動及被動冷卻到電子裝置，使熱管理系統運作時有較低噪音及增加的耐久性而未增加熱管理系統的實體足跡。

依據本發明的一態樣，一種熱管理系統，包含：表面，具有複數擴張元件熱耦接到該表面；複數振動器總成，配置用以產生穿過該表面的冷卻流；及安裝結構，配置在該表面的該複數擴張元件頂上以相對於該表面定位該複數振動器總成。再者，該安裝結構係配置用以在一角度相對於該表面定向該複數振動器總成的每一者，使得該複數振動器總成所產生的該冷卻流以一角度衝擊在該等擴張元件上。

依據本發明的另一態樣，一種系統，包含：至少一熱產生組件；表面元件，熱耦接至該至少一熱產生組件；複數合成噴流總成；及安裝裝置，配置在該表面元件頂上且配置用以定向該複數合成噴流總成的每一者在相對於該表面元件的角度。每一合成噴流總成包含：合成噴流，配置用以產生流體冷卻流；及安裝架，耦接至該合成 噴流。再者，該複數合成噴流總成的每一者所產生的該冷卻流體流以一角度衝擊在該表面元件上。

依據本發明的另一態樣，一種製造熱管理系統的方法，包括：提供具有至少一熱生成組件的電系統；及將表面元件安裝在該電系統上使得它係與該至少一熱生成組件熱交流，該表面元件包括自其突出的複數擴張元件以助於來自該表面元件的對流熱傳。該方法亦包括將安裝結構固定至該散熱片鄰接該複數擴裝元件；及將複數合成噴流總成耦接至該安裝結構使得該複數合成噴流總成的每一者以相對於該表面元件的一角度定位。

連同附圖所提供之本發明的較佳實施例的以下詳述，將有助於更快速瞭解這些和其它優點及特徵。

10‧‧‧合成噴流總成

10A‧‧‧第一合成噴流總成

10B‧‧‧第二合成噴流總成

12‧‧‧合成噴流

14‧‧‧安裝架

16‧‧‧外殼

18‧‧‧電路驅動器

20‧‧‧內室或穴

22‧‧‧氣體或流體

24‧‧‧第一板

26‧‧‧第二板

28‧‧‧間隔元件

30‧‧‧孔口

32‧‧‧外部環境

34‧‧‧致動器

36‧‧‧致動器

38‧‧‧撓性膜片

40‧‧‧撓性膜片

42‧‧‧控制器總成或控制單元系統

44‧‧‧箭頭

46‧‧‧周圍氣體或流體

48‧‧‧箭頭組

50‧‧‧箭頭

52‧‧‧箭頭組

54‧‧‧計算裝置

55‧‧‧外殼

56‧‧‧熱管理系統

58‧‧‧擴張表面元件

60‧‧‧熱生成組件

62‧‧‧擴張元件

64‧‧‧底板

66‧‧‧通道

68‧‧‧安裝裝置/結構

70‧‧‧角度

72‧‧‧載架

74‧‧‧托盤

76‧‧‧凹口

77‧‧‧側

78‧‧‧孔口

80‧‧‧組件

84‧‧‧外殼

86‧‧‧第一側壁

88‧‧‧第二側壁

90‧‧‧第一端壁

92‧‧‧第二端壁

94‧‧‧孔穴

96‧‧‧分割壁

98‧‧‧列

100‧‧‧槽

102‧‧‧熱管理系統

104‧‧‧安裝裝置

106‧‧‧軌

108‧‧‧第一軌

110‧‧‧第二軌

111‧‧‧緊固件

112‧‧‧第一數字

114‧‧‧第二數字

116‧‧‧第一方向

118‧‧‧第二方向

120‧‧‧合成噴流堆疊

121‧‧‧合成噴流包

126‧‧‧間隔件

128‧‧‧通風孔

130‧‧‧緊固孔

132‧‧‧緊固件

134‧‧‧接觸孔

136‧‧‧導電元件

138‧‧‧蓋組件

140‧‧‧底組件

圖式解說目前預期實施的本發明之實施例。

圖1係依據本發明的實施例可與熱管理系統使用之合成噴流總成的示意圖。

圖2係依據本發明的實施例之合成噴流的剖面圖。

圖3係敘述當控制系統致使膜片朝孔口向內行進時的合成噴流之圖2的合成噴流的剖面圖。

圖4係敘述當控制系統致使膜片離開孔口向外行進時的合成噴流之圖2的合成噴流的剖面圖。

圖5係依據本發明的實施例之計算裝置及關 聯的熱管理系統的示意圖。

圖6係依據本發明的實施例沿著線6-6所取之圖5的計算裝置及關聯的熱管理系統的側剖面圖。

圖7係圖5及6的熱管理系統的安裝裝置的示意圖。

圖8係依據本發明的另一實施例具有圖1的合成噴流總成附加其上包括於熱管理系統中之安裝裝置的示意圖。

圖9係依據本發明的另一實施例具有圖1的合成噴流總成附加其上包括於熱管理系統中之安裝裝置的示意圖。

圖10係與圖8及9的安裝裝置使用之合成噴流包的分解圖。

圖11係依據本發明的另一實施例具有圖1的合成噴流總成固定至其上包括於熱管理系統中之安裝裝置的示意圖。

本發明的實施例提供利用引導流體流穿過散熱片的主動冷卻裝置之熱管理系統，其中安裝結構係實施用以定位冷卻裝置在相對於散熱片的一角度使得流體流在該角度衝擊在散熱片上。安裝結構所提供之主動冷卻裝置的安裝導致主動冷卻裝置佔有比目前的主動風扇冷卻系統更小很多的實體體積。

為了更佳瞭解本發明的態樣之目的，主動冷卻裝置及其作業的示範性實施例係解說於圖1-4中，其可使用於依據本發明的實施例之熱管理系統中。應認識到本發明的實施例係非意指受限於特定主動冷卻裝置於熱管理系統中的使用；然而，於示範性實施例中，振動式主動冷卻裝置(例如，合成噴流致動器)係利用於熱管理系統中。

首先參照圖1，提供合成噴流總成10的形式之振動式主動冷卻裝置的示意圖。合成噴流總成10包括合成噴流12(其剖面顯示於圖2中)及安裝架14。於一實施例中，安裝架14係在一或數個位置固定至合成噴流12的外殼16之u形架。電路驅動器18可位於外部或固定至安裝架14。替代地，電路驅動器18可位於遠離合成噴流總成10處。

現參照圖1及2一起，合成噴流12的外殼16界定且部分地包圍具有氣體或流體22於其中之內室或穴20。雖然外殼16及內室20實際上採取依據本發明的各種實施例之任何幾何組態，為了討論及瞭解的目的，外殼16係顯示於圖2中的剖面圖如同包括第一板24及第二板26，其係透過位於二者間的間隔元件28保持於分隔關係。一或數個孔口30係形成在第一及第二板24、26與間隔元件28的側壁之間以安置使內室20與周圍外部環境32流體相通。於替代實施例中，間隔元件28包括其中形成有一或數個孔口30之前表面(未顯示)。

依據各種實施例，第一及第二板24、26可以金屬、塑膠、玻璃及/或陶瓷所形成。同樣地，間隔元件28可以金屬、塑膠、玻璃及/或陶瓷所形成。適合金屬包括諸如鎳、鋁、銅及鉬的材料或諸如不銹鋼、黃銅、青銅及類似物的合金。適合聚合物及塑膠包括諸如聚烯、聚碳酸酯、熱固物、環氧樹脂、胺甲酸乙酯、丙烯酸酯、矽氧樹脂、聚亞醯胺及光阻能力材料的熱塑性塑膠與其它彈性塑膠。適合陶瓷包括例如，鈦酸酯(諸如鈦酸鑭、鈦酸鉍及鋯鈦酸鉛)及鉬酸鹽。再者，合成噴流12的各種其它組件可同樣地以金屬而形成。

致動器34、36係耦接到各別的第一及第二板24、26以形成第一及第二複合結構或撓性膜片38、40使得合成噴流12架構為”雙冷噴流”。撓性膜片38、40係經由控制器總成或控制單元系統42透過驅動器18所控制。如圖1所示，於一實施例中控制器總成42係電子地耦接至驅動器18，其係直接耦接至合成噴流12的安裝架14。於替代實施例中，控制單元系統42係整合入位於遠離合成噴流12的驅動器18。例如，各撓性膜片38、40可經由強加於電極及金屬層之間的偏壓而移動。再者，控制系統42可透過諸如例如，電腦、邏輯處理器或信號產生器之任何適合裝置而組構以產生偏壓。

於一實施例中，致動器34、36係壓電致動(壓動(piezomotive))裝置，其可透過致使壓動裝置快速膨脹和收縮之諧波交流電壓的應用予以致動。在作業期 間，控制系統42經由驅動器18傳輸電荷至壓電致動器34、36，其進行機械應力及/或應變以回應該電荷。壓電致動器34、36的應力/應變致使各別第一及第二板24、26的撓曲以使得達成時域諧波或週期運動。內室20中之結果的體積變化致使內室20及外部環境32之間的氣體或其它流體的互換，如圖3及4中所詳述。

依據本發明的各種實施例之壓動致動器34、36可以是單壓電晶片或雙壓電晶片裝置。於單壓電晶片實施例中，壓動致動器34、36可耦接到以包括金屬、塑膠、玻璃或陶瓷的材料所形成之板24、26。於雙壓電晶片實施例中，一或二個壓動致動器34、36可以是耦接到以壓電材料所形成的板24、26之雙壓電晶片致動器。於替代實施例中，單壓電晶片可包括單致動器34、36以及板24、26係第二致動器。

合成噴流12的組件可黏附一起或另外使用黏合劑、焊接料及類似物相互附接。於一實施例中，熱固性黏合劑或導電黏合劑被施用以將致動器34、36黏合至第一及第二板24、26以形成第一及第二複合結構38、40。於導電黏合劑的例子中，黏合劑可充填有諸如銀、金及類似物的導電填料以將鉛絲(未顯示)附接至合成噴流12。

於本發明的實施例中，致動器34、36可包括除了壓電致動裝置的裝置，諸如水力、氣動、磁性、靜電及超音波材料。因此，於此種實施例中，控制系統42係 以對應方式配置成活化各別致動器34、36。例如，如果靜電材料被使用，控制系統42可配置成提供快速交流靜電電壓到致動器34、36以活化和撓曲各別第一及第二板24、26。

參照圖3及4說明之合成噴流12的作業。於圖3中，合成噴流12係解說為致動器34、36受控制以致使第一及第二板24、26相對於內室20向外移動如箭頭44所示。當第一及第二板24、26向外撓曲時，內室20的內體積增加，且周圍氣體或流體46衝入內室20如箭頭48的組所示。致動器34、36係由控制系統42所控制以使當第一及第二板24、26自內室20向外移動時，渦旋已自孔口30的邊緣移除且因此不受引入內室20的周圍流體46所影響。同時，渦旋會產生強大吸引力，將周圍流體46大幅拉離孔口30，而合成周圍流體46的噴流。

圖4敘述合成噴流12為致動器34、36受控制以致使第一及第二板24、26向內撓曲進入內室20如箭頭50所示。當內室20的內體積減小時，流體22係於箭頭52的組所示的方向朝向待冷卻的裝置噴出冷卻噴流穿過孔口30，諸如例如，熱生成電子組件。當流體22穿過孔口30離開內室20時，流動在孔口30的銳邊分開且產生渦片，其滾入渦旋中且開始移離孔口30的邊緣。

雖然圖1-4的合成噴流顯示且描述為具有單孔口於其中，亦可以預見本發明的實施例可包括多孔口合成噴流致動器。而且，雖然圖1-4的合成噴流致動器顯示 及敘述為具有致動器元件包括在每一第一及第二板上，係亦可以預見本發明的實施例可包括只有單致動器元件定位在該等板的一者上。再者，亦可以預見合成噴流板可以圓形、矩形或替代形狀組態而設置，而不是如文中所示以正方形組態。

現參照圖5-7，顯示依據本發明的一實施例之計算裝置54及關聯熱管理系統56的各種圖式，其中熱管理系統56結合一或數個主動冷卻裝置於其中-諸如合成噴流總成10。如圖5及6所示，計算裝置54可以電路包或工業用計算平台的形式而設置，雖然應認識到計算裝置54亦可為高效能熱衷者圖形卡的形式。外殼55可提供用以包圍其一部分的計算裝置54且提供用以熱管理系統56到計算裝置54的安裝。

現參照圖6，其係沿著圖5的線6-6所取之計算裝置54及熱管理系統56的剖面圖，熱管理系統56係顯示為包括擴張表面元件58配置在計算裝置54的至少一熱生成組件60(例如，邏輯/圖形處理單元(GPU)等)頂上。依據本發明的實施例，擴張表面元件58可以是一些結構的任一者，其提供用於熱生成組件60及周圍環境之間的改良熱傳導，包括散熱片、蒸汽室、或具有嵌式熱管的金屬元件(或類似裝置)，其具有一或二個態液於其中。表面元件可以金屬材料、非金屬材料或其混合所形成。

如圖6的實施例所示，擴張表面元件58包括 一些擴張元件62形成於其上-使得表面元件58最好可敘述為包括熱耦接至底板64的一些散熱鰭片62之散熱片58。散熱鰭片62及底板64可以各種傳熱材料(例如，鋁、銅等)所形成，如習知技術中所知。於本發明的一實施例中，散熱鰭片62係以界定它們之間的通道66之”板狀鰭片”的一維陣列所配置，如圖7所示。然而，具有此項技術中的一般技術者將認識到散熱鰭片62可以”針狀鰭片”的二維陣列所配置。來自至少一者熱生成組件60的熱係轉移入底座64，其依序將熱轉移入鰭片62。因此，鰭片62增加熱傳導的表面積用於冷卻該至少一者熱生成組件60。

此外，中介層或安裝裝置/結構68係沿著該複數散熱鰭片62的頂表面所配置以容納諸如合成噴流總成10的複數主冷卻裝置於其中。安裝裝置68以在角度70定位每一合成噴流總成朝向散熱片58之方式容納合成噴流總成10於其中以使自該複數合成噴流總成10的每一者排出之流體22的冷卻噴流在0°及90°之間的角度衝擊散熱片58且理想的是5°及45°之間。透過以一角度引導在散熱片58之流體22的冷卻噴流，較薄的熱邊界層將存在於散熱鰭片62附近(如相較於穿過鰭片之流體的標準平行流)-因此經由熱管理系統56達到改良熱傳導。

載架72可配置在散熱鰭片62及安裝裝置68之間以減少該複數合成噴流總成10的振動所產生的噪音。載架72可以是包含金屬或非金屬材料的墊片或框 架。此外，托盤74亦可配置在散熱片58的底座64及該至少一熱生成組件60之間以協助支撐散熱片58。托盤74係配置成與散熱片58及熱生成組件60熱交流。

如圖6所示，依據本發明的一實施例，每一散熱片58的散熱鰭片62可包括至少一凹口76形成於其中。凹口76將容許通道66間的流體相通，因為來自該複數合成噴流總成10的每一者之流體22的冷卻噴流將能夠經由凹口76與該複數通道66的數者相互作用。依序地，來自該複數合成噴流總成10的流體22的冷卻噴流將能夠透過與該複數鰭片62所提供之整個表面積相互作用提供較好冷卻-再離開散熱片58的側表面之通道66，如77總體所示。

如圖6進一步所示，依據本發明的一實施例，複數孔口78係形成於散熱片58的底座64中以容許流體22的冷卻噴流的一部分在衝擊散熱片58之後通過孔口78，而流體22的冷卻噴流的其餘部分沿著散熱片58行進且在側77離開散熱片58。應認識到這實施例容許流體22的冷卻噴流的一部分與未熱耦接到散熱片58的至少一組件80相互作用。於托盤74係配置在散熱片58的底座64及熱生成組件60之間的例子中，預期的是，托盤74係熱耦接到組件80(諸如經由熱介面材料)以及熱可經由托盤74自組件80散發，其中托盤74係透過流體22的冷卻噴流通過孔口78的部分。

現參照圖7，更詳細敘述安裝裝置68的結 構，且如可看見的，安裝裝置68包括包含與第一及第二端壁90、92耦接以圍繞且產生孔穴94之第一及第二側壁86、88之外殼84。安裝裝置68亦可包括至少一者分割壁96，耦接到第一及第二端壁90、92且配置成將孔穴94分成至少二列98。雖然圖7顯示安裝裝置68包括產生二列98的單分割壁96，其預期到安裝裝置68可含有更多或少於一分割壁96所產生的多或少於二列98。依據示範性實施例，認識到用於提供電力到定位於安裝裝置68中的合成噴流總成10之配線(未顯示)可沿著分割壁96配置，其中四個樞接自該配線延伸出且可連接至合成噴流總成以致能合成噴流在不同頻率操作。

複數槽100係形成於安裝裝置68的分割壁96及側壁用於容納合成噴流總成10於其中且定位合成噴流總成在相對於散熱片58的想要角度。於示範性實施例中，槽100係按大小製作使得合成噴流總成10的安裝架14與各別槽100互插以確保合成噴流總成10於安裝裝置68內。槽100係配置成定位該複數合成噴流總成10的每一者在角度70以使經由該複數合成噴流總成10的每一者的孔口30排出之流體22的冷卻噴流在角度70(例如，5°及45°之間的角度)衝擊散熱片58。依據一實施例，上至二十四個合成噴流總成10的配置可裝入安裝裝置68的槽100內。

現參照圖8，顯示依據本發明的另一實施例之熱管理系統102的示意圖。於這實施例中，相似於圖5及 6的實施例，熱管理系統102再次包括配置在至少一熱生成組件60頂上之散熱片58，其中散熱片58包含熱耦接至底座64的複數鰭片62。預期的是鰭片62及底板64可以各種傳熱材料所形成，如習知技術中所知。於本發明的一實施例中，散熱鰭片62係以界定它們之間的通道66之”板狀鰭片”的一維陣列所配置。然而，具有此項技術中的一般技術者將認識到散熱鰭片62可以”針狀鰭片”的二維陣列所配置。來自至少一者熱生成組件60的熱係轉移入底座64，其依序將熱轉移入鰭片62。因此，鰭片62增加熱傳導的表面積用於冷卻該至少一者熱生成組件60。

熱管理系統102亦包括安裝裝置104(亦即”中介層”)，其係沿著該複數散熱鰭片62的頂表面所配置。於此實施例，安裝裝置104包含至少一軌106，其係經由複數緊固件(未顯示)耦接至散熱片58。雖然圖8解說安裝裝置104具有第一軌108及第二軌110，預期到的是安裝裝置104可具有單軌106，如圖9所示，或二個以上的軌106。如圖8所示，合成噴流總成10係經由軌108、110耦接至安裝裝置104其中緊固件111將每一合成噴流總成10的安裝架14固定至軌108、110。

於固定合成噴流總成10至軌108、110中，合成噴流總成10係配置使得合成噴流總成10的第一數字112係耦接至第一軌108以及合成噴流總成10的第二數字114係耦接至第二軌110。於此實施例中，該複數合成噴流總成10的第一數字112係定向用以引導流體22的冷 卻噴流於第一方向116。同時，合成噴流總成10的第二數字114係定向用以引導經由每一合成噴流總成10的孔口30排出之流體22的冷卻噴流於第二方向118。

如前所述，圖9敘述安裝裝置104包含單軌106之替代實施例。於此實施例中，合成噴流致動器總成10係分成/配置成複數合成噴流堆疊120，每一者係諸如經由緊固件固定至軌106。雖然圖9敘述二個合成噴流總成10於每一合成噴流堆疊120中，預期的是每合成噴流堆疊120可含有多或少於二個合成噴流總成10。於解說的實施例中，每合成噴流堆疊120的該二個合成噴流總成10係固定至軌106且相互定位，以在不同角度朝向散熱片58定向-以提供通常可稱為對散熱片58冷卻的”短程”和”長程”。亦即，透過定向合成噴流堆疊120的每一合成噴流總成10在相對於散熱片58的不同角度，合成噴流總成10所產生之流體22的冷卻噴流將在沿其方向的多個位置衝擊散熱片58。

作為實例，合成噴流堆疊120的第一合成噴流總成10可定向以在約5°-40°的角度引導流體22的冷卻噴流朝向散熱片58以提供在緊鄰合成噴流總成10的位置衝擊在散熱片58上之”短程”流-如122總體所示。合成噴流堆疊120的第二合成噴流總成10可定向以在約2°-20°的角度引導流體22的冷卻噴流朝向散熱片58以提供在更遠離合成噴流總成10的位置衝擊在散熱片58上之”長程”流-如124總體所示。以上角度/角範圍僅意指實例，且瞭 解到每一合成噴流總成10相對於散熱片58的角定向可設定如想要的-因此提供撓性於熱管理系統102中以達成各種應用的有效熱管理效能如所要求。

於替代實施例中，合成噴流包121(亦即DCJ包)可被使用以取代合成噴流堆疊120。圖10顯示依據本發明的實施例之合成噴流包121的分解示意圖。於此實施例中，合成噴流包121包括第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B。雖然圖10敘述二個合成噴流總成10的使用，預期到可使用多或少於二個合成噴流總成10。如前關於圖1-4所述，第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B的每一者包括安裝架14、致動器34、36、第一板24、第二板26、壁28及電路驅動器18。

於示範性實施例中，第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B係以垂直堆疊成形而堆疊。替代地，第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B可以水平堆疊成形及/或致能合成噴流包121作用如文中所述之任何其它成形而堆疊。而且，於示範性實施例中，第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B係耦接至定位於第一及第二合成噴流總成10A及10B之間的間隔件126。間隔件126界定第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B之間的區域，且依據實施例，提供第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B在相對於散熱片58的不同角度的定位(圖9)。為提供第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B在相對於散熱片58的 不同角度的定位，間隔件的厚度可沿著包121的側邊的長度而變更。也就是說，相較於在合成噴流包121的前緣之間隔件126，在合成噴流包121的後緣之間隔件126可具有增大厚度，反之亦然。當然應認識到每一間隔件126可具有相等厚度，使得第一合成噴流總成10A及第二合成噴流總成10B的每一者被定位在相對於散熱片58的相同角度。因此，間隔件126可被利用以最佳化合成噴流包121相對於散熱片的配置。

於示範性實施例中，間隔件126進一步界定至少一者通風孔128，其促進通過每一層合成噴流總成10之空氣的通風，且空氣通風促進降低合成噴流包121的溫度。通風孔128可以是不同的形狀及尺寸以促進通過合成噴流包121之空氣的移動。間隔件126可進一步界定複數緊固孔130，配置用以容納至少一者緊固件132，例如但不限於針、螺絲、螺栓、夾子、黏合劑，或能夠緊固將第一合成噴流總成10A緊固到第二合成噴流總成10B之任何其它裝置。於示範性實施例中，間隔件126亦界定接觸孔134，其可容納至少一導電元件136-諸如延伸穿過接觸孔134之連接器插頭。導電元件136因此供作第一及第二合成噴流總成10A及10B的各別電路驅動器18之間的功率饋送。

而且於示範性實施例中，蓋組件138係耦接至合成噴流包121的頂部。蓋組件138包括複數通風孔128。蓋組件138亦可包括複數緊固孔130。底組件140 係耦接至第二合成噴流總成10B，且包括複數緊固孔130，其促進第二合成噴流總成10B對底組件140的緊固。於示範性實施例中，至少一緊固孔130自蓋組件138延伸至底組件140且促進將合成噴流包121耦接至諸如安裝裝置104的另一裝置。

依據本發明的另一實施例，且如圖11所示，安裝裝置104-不管是包含第一軌108及第二軌110(圖8)、單軌106(圖9)、或二個以上的軌106-可被提供，其於x方向延伸離開散熱片58將合成噴流總成10(或合成噴流堆疊120或包121)安裝至其中。這種配置可能適用於嚴格高度限制係存在於電子系統及關聯熱管理系統，但系統的側邊有更多可用空間之情況。有利的是，透過將安裝裝置104及合成噴流總成10定位至散熱片58的側邊，流體22的冷卻噴流能夠與散熱片58的整個長度相互作用。

有利的是，本發明的實施例因此提供熱管理系統，其利用主動冷卻裝置以引導流體流穿過散熱片，其中安裝結構係實施用以定向冷卻裝置在相對於散熱片的一角度以減小整個熱管理系統的體積。亦即，安裝結構所提供之主動冷卻裝置的角安裝容許主動冷卻裝置(亦即，合成噴流總成)的垂直高度最小化-其中中介層及合成噴流總成具有例如，約5mm的高度。這是相較於定位在可具有25mm的高度之散熱片上之標準冷卻風扇。

作為附加利益，透過定向冷卻裝置在相對於 散熱片的一角度，改良的冷卻效能亦可達成於熱管理系統中。透過在一角度引導在散熱片之流體的冷卻噴流，更薄的熱邊界層將存在於散熱鰭片附近-相較於穿過鰭片之流體的標準平行流-因此經由熱管理系統達成改良的熱傳導。

上述利益可透過熱管理系統而達成，同時操作時有較低的噪音及增強的耐久性。

因此，依據本發明的一實施例，熱管理系統包括：表面，具有複數擴張元件熱耦接到該表面；複數振動器總成，配置用以產生穿過該表面的冷卻流；及安裝結構，配置在該表面的該複數擴張元件頂上以相對於該表面定位該複數振動器總成。而且，該安裝結構係配置用以在一角度將該振動器總成的每一者定向至該表面，使得該複數振動器總成所產生之冷卻流衝擊在位於一角度之擴張元件上。

依據本發明的另一實施例，一種系統，包含：至少一熱產生組件；表面元件，熱耦接至該至少一熱產生組件；複數合成噴流總成；及安裝裝置，配置在該表面元件頂上且配置用以定向該複數合成噴流總成的每一者在相對於該表面元件的角度。每一合成噴流總成包含：合成噴流，配置用以產生流體冷卻流；及安裝架，耦接至該合成噴流。再者，該複數合成噴流總成的每一者所產生的該冷卻流體流在一角度衝擊在該表面元件上。

依據本發明的另一實施例，一種製造熱管理 系統的方法，包括：提供具有至少一熱生成組件的電系統；及將表面元件安裝在該電系統上使得它係與該至少一熱生成組件熱交流，該表面元件包括自其突出的複數擴張元件以助於來自該表面元件的對流熱傳。該方法亦包括將安裝結構固定至鄰接該複數擴裝元件的該散熱片；及將複數合成噴流總成耦接至該安裝結構使得該複數合成噴流總成的每一者定位在相對於該表面元件的一角度。

雖然僅連同有限數量的實施例來說明本發明，但應隨時瞭解到本發明不限於這種揭示的實施例。更確切的說，本發明可被修飾以結合非迄今為止所述之任何數量的變化、修改、取代或等效配置，但其係與本發明的精神及範圍相稱。而且，雖然已說明本發明的不同實施例，應瞭解到本發明的態樣可包括僅部分的上述實施例。因此，本發明不被視為由以上說明所限制，而是僅由附加請求項的範圍所限制。

10‧‧‧合成噴流總成

12‧‧‧合成噴流

14‧‧‧安裝架

16‧‧‧外殼

18‧‧‧電路驅動器

24‧‧‧第一板

26‧‧‧第二板

28‧‧‧間隔元件

34‧‧‧致動器

42‧‧‧控制器總成或控制單元系統

Claims (22)

1. 一種熱管理系統，包含：表面，具有複數擴張元件熱耦接到該表面；複數振動器總成，配置用以產生穿過該表面的冷卻流；及安裝結構，配置在該表面的該複數擴張元件頂上以相對於該表面定位該複數振動器總成，該安裝結構配置用以在一角度相對於該表面定向該複數振動器總成的每一者，使得該複數振動器總成所產生的該冷卻流以一角度衝擊在該等擴張元件上。
2. 如申請專利範圍第1項的熱管理系統，進一步包含配置在該安裝結構及該表面之間的載架。
3. 如申請專利範圍第1項的熱管理系統，其中該複數振動器總成的每一者包含形成於其中的安裝架。
4. 如申請專利範圍第3項的熱管理系統，其中該安裝結構包含：第一及第二側壁，經由第一及第二端壁耦接以產生孔穴；至少一分割壁，配置在該第一及第二側壁之間且耦接至該第一及第二端壁，該至少一分割壁配置用以將該孔穴分成至少二列；複數槽，形成於該第一側壁、該第二側壁及該至少一分割壁中，該複數槽配置用以與該複數振動器總成的每一者的該安裝架相互作用以安裝該等振動器總成在該安裝結 構內。
5. 如申請專利範圍第3項的熱管理系統，其中該安裝結構包含第一軌及第二軌，其係在其相對端固定至該表面，該複數振動器總成的第一數字係耦接至該第一軌以及該複數振動器總成的第二數字係耦接至該第二軌；及其中該等振動器總成的該第一數字及第二數字係經由每一各別振動器總成的該安裝架耦接至該第一及第二軌。
6. 如申請專利範圍第5項的熱管理系統，其中該複數振動器總成的該第一數字係於第一方向定向在一角度，以及該複數振動器總成的該第二數字係於第二方向定向在一角度，以使該複數振動器總成的該第一數字所產生的冷卻流通常係與該複數振動器總成的該第二數字所產生的冷卻流相對。
7. 如申請專利範圍第3項的熱管理系統，其中該安裝結構包含在其一端固定至該表面的軌；及其中該複數振動器總成係配置成複數振動器總成堆疊，其每一者包括至少一振動器總成，該複數振動器總成堆疊或包的每一者係耦接至該軌。
8. 如申請專利範圍第7項的熱管理系統，其中該等振動器總成堆疊或包的每一者包含第一振動器總成和第二振動器總成，其中該第一和第二振動器總成係定向在不同角度。
9. 如申請專利範圍第8項的熱管理系統，其中振動器總成堆疊或包中的該第一振動器總成係在2°-20°間的角 度以及該振動器總成堆疊或包中的該第二振動器總成係在5°-40°間的角度，以使該第一和第二振動器總成所產生的冷卻流在不同位置衝擊在該表面上。
10. 如申請專利範圍第1項的熱管理系統，其中該複數振動器總成的每一者包含合成噴流總成，其包括：第一和第二板，經由間隔元件耦接以產生孔穴，該間隔元件包括至少一孔口形成於其中；致動器，耦接至該第一和第二板的至少一者以選擇性地致使其撓曲；及電路驅動器，電耦接至該至少一致動器以致使該第一和第二板的至少一者選擇性地撓曲，以使改變該孔穴的體積且致使冷卻流自該至少一孔口排出。
11. 一種系統，包含：至少一熱產生組件；表面元件，熱耦接至該至少一熱產生組件；複數合成噴流總成，每一者包含：合成噴流，配置用以產生流體冷卻流；及安裝架，耦接至該合成噴流；及安裝裝置，配置在該表面元件頂上且配置用以定向該複數合成噴流總成的每一者在相對於該表面元件的角度；其中該複數合成噴流總成的每一者所產生的該冷卻流體流以一角度衝擊在該表面元件上。
12. 如申請專利範圍第11項的系統，其中該安裝裝置包含： 外殼，界定孔穴；至少一分割壁，配置在該外殼內以將該孔穴分成至少二列；及複數槽，形成於該外殼中且於該至少一分割壁中，該複數槽進一步配置成與該複數合成噴流總成的每一者的該安裝架相互配合以確保該複數合成噴流總成在該外殼內。
13. 如申請專利範圍第11項的系統，其中該安裝裝置包含固定至該表面元件的至少一軌。
14. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該至少一軌包含：第一軌，定位在該表面元件的第一端；及第二軌，定位在該表面元件的第二端；其中該複數合成噴流總成的第一部分係耦接至該第一軌且於第一方向定向在一角度；及其中該複數合成噴流總成的第二部分係耦接至該第二軌且於第二方向定向在一角度。
15. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該至少一軌包含單軌，且其中該複數合成噴流總成係耦接至該單軌以使配置成複數合成噴流堆疊，其每一者包括至少一合成噴流，該複數合成噴流堆疊的每一者係耦接至該單軌。
16. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該複數合成噴流總成包含數個合成噴流堆疊或複數合成噴流包的配置。
17. 如申請專利範圍第16項的系統，其中該等合成 噴流堆疊或合成噴流包的每一者包含定向在第一角度之第一合成噴流及定向在不同於該第一角度的第二角度之第二合成噴流。
18. 如申請專利範圍第11項的系統，其中該表面元件包含散熱片，包括具有自其向上延伸的複數鰭片之底座；及其中該散熱片的該底座包括複數孔口形成於其中，使得該複數合成噴流總成的每一者所產生的該冷卻流體流的一部分通過數個開口以提供冷卻到該至少一熱生成組件。
19. 如申請專利範圍第18項的系統，進一步包含托盤，配置於該至少一熱生成組件與該散熱片之間以致使與其的熱交流，該冷卻流體流的該部分通過該等開口以提供冷卻到該托盤。
20. 一種製造熱管理系統的方法，包含：提供具有至少一熱生成組件的電系統；將表面元件安裝在該電系統上使得它係與該至少一熱生成組件熱交流，該表面元件包括自其突出的複數擴張元件以助於來自該表面元件的對流熱傳；將安裝結構固定至該散熱片鄰接該複數擴張元件；及將複數合成噴流總成耦接至該安裝結構使得該複數合成噴流總成的每一者以相對於該表面元件的一角度定位。
21. 如申請專利範圍第20項的方法，其中將該複數合成噴流總成耦接至該安裝結構包含使該複數合成噴流總成與形成於該安裝結構的外殼中的複數槽配對，該複數槽 配置成與該複數合成噴流總成的每一者相互配合以確保該等合成噴流總成在該安裝結構內。
22. 如申請專利範圍第20項的方法，其中將該複數合成噴流總成耦接至該安裝結構包含將該複數合成噴流總成固定至該安裝結構的一或數個軌。