TW202340666A

TW202340666A - 散熱裝置

Info

Publication number: TW202340666A
Application number: TW111113437A
Authority: TW
Inventors: 李燐育; 楊勝智; 黃永慶
Original assignee: 微星科技股份有限公司; 大陸商恩斯邁電子（深圳）有限公司
Priority date: 2022-04-08
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2023-10-16
Also published as: CN116931692A; US20230328923A1

Abstract

一種散熱裝置，包括一本體、複數個鰭片、一水冷頭以及一風扇，其中前述水冷頭以及前述風扇位於前述本體的相反側。前述本體具有三個水箱以及複數個扁管，其中前述水箱沿著前述本體之一長軸方向依序排列，前述扁管連通前述水箱，且前述鰭片設置於前述扁管上。

Description

散熱裝置

本發明是有關於一種散熱裝置。更具體地來說，本發明有關於一種液冷式散熱器(liquid cooler)。

隨著電腦科技的進步以及電競遊戲產業的蓬勃發展，目前市面上已出現諸多具有快速運算功能的顯示卡產品。

由於顯示卡上的圖形處理器(Graphics Processing Unit, GPU)在使用過程中會產生大量的熱，因此往往必須透過風扇或鰭片等散熱裝置來進行降溫。

基於前述理由，如何設計出能夠對顯示卡進行快速降溫之散熱裝置已成為本技術領域研發人員之一重要挑戰。

有鑑於前述習知問題點，本發明之一實施例提供一種散熱裝置，用以對一電路模組進行散熱，前述散熱裝置包括一本體、複數個鰭片、一水冷頭以及一風扇。前述本體具有一第一水箱、一第二水箱、一第三水箱、複數個第一扁管以及複數個第二扁管，其中前述第一水箱、前述第二水箱以及前述第三水箱沿著前述本體之一長軸方向依序排列，前述第一扁管連通前述第一水箱以及前述第二水箱，且前述第二扁管連通前述第二水箱以及前述第三水箱。前述鰭片設置於前述第一扁管以及前述第二扁管上，前述水冷頭連通前述本體之前述第一水箱，用以驅使一冷卻液於前述水冷頭以及前述本體之間循環流動。前述風扇設置於前述本體上，其中前述水冷頭以及前述風扇位於前述本體的相反側。

於一實施例中，前述鰭片包含複數個蜿蜒之第一鰭片、複數個蜿蜒之第二鰭片、複數個蜿蜒之第三鰭片以及複數個蜿蜒之第四鰭片，前述第一鰭片以及前述第二鰭片位於前述第一水箱以及前述第二水箱之間，前述第三鰭片以及前述第四鰭片位於前述第二水箱以及前述第三水箱之間，其中前述第一鰭片與前述第二鰭片的彎曲間距不同，且前述第三鰭片與前述第四鰭片的彎曲間距不同。

於一實施例中，前述本體區分出一高溫流路區以及一低溫流路區，前述第一鰭片以及前述第三鰭片位於前述高溫流路區，且前述第二鰭片以及前述第四鰭片位於前述低溫流路區。

於一實施例中，前述第一鰭片的彎曲間距大於前述第二鰭片的彎曲間距，且前述第三鰭片的彎曲間距大於前述第四鰭片的彎曲間距。

於一實施例中，前述第三水箱於一垂直方向上的高度大於前述第二水箱於前述垂直方向上的高度，且前述第二水箱於前述垂直方向上的高度大於前述第一水箱於前述垂直方向上的高度，其中前述垂直方向垂直於前述本體之前述長軸方向。

於一實施例中，前述水冷頭設置於前述第一水箱以及前述第二水箱之間。

於一實施例中，當沿著前述本體之前述長軸方向觀察時，前述水冷頭和前述第二水箱以及前述第三水箱部分重疊。

於一實施例中，前述散熱裝置更包括兩個風扇，在前述第一水箱以及前述第二水箱之間形成有一第一凹槽，且在前述第二水箱以及前述第三水箱之間形成有一第二凹槽，其中前述風扇分別容置於前述第一凹槽以及前述第二凹槽內。

於一實施例中，前述散熱裝置更包括一導熱板，連接前述水冷頭以及前述電路模組之一積體電路元件。

於一實施例中，前述電路模組為一顯示卡模組，且前述積體電路元件為一GPU。

以下說明本發明實施例之散熱裝置。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下各實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，實施方式中所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

首先請參閱第1~7圖，其中第1圖表示本新型一實施例之散熱裝置K以及電路模組40的爆炸圖，第2圖表示第1圖中之散熱裝置K以及電路模組40於另一視角的爆炸圖，第3、4圖表示第1、2圖中之本體10的立體圖，第5圖表示第3、4圖中之本體10的側視圖，第6圖表示本體10、水冷頭20以及導熱板P的立體圖，第7圖表示散熱裝置K以及電路模組40於組合後的立體圖。

如第1、2圖所示，本新型一實施例之散熱裝置K例如為一液冷式散熱器(liquid cooler)，其可設置於一電路模組40(例如顯示卡模組)上，用以對電路模組40表面之一積體電路元件G(例如GPU)進行散熱。

前述散熱裝置K主要包括有一中空之本體10、一水冷頭20(pump head)以及至少一風扇30。具體而言，前述風扇30以及水冷頭20係分別於本體10的上、下兩側，其中本體10包含有一第一水箱11、一第二水箱12、一第三水箱13以及複數個中空之第一扁管C1和第二扁管C2。

從第1~7圖中可以看出，前述第一水箱11、第二水箱12以及第三水箱13係沿著本體10之一長軸方向(X軸方向)排列，其中前述第一扁管C1沿X軸方向連通第一水箱11以及第二水箱12，此外前述第二扁管C2則是沿X軸方向連通第二水箱12以及第三水箱13。

需特別說明的是，在前述水冷頭20內部設有幫浦，當幫浦作動時可驅使第一水箱11中的冷卻液(例如水)經由出水口101排出本體10，且冷卻液可依序流經一連通管(未圖示)以及入水口201而進入水冷頭20內；同理，位在水冷頭20內部的冷卻液可經由幫浦驅動而從出水口202排出水冷頭20，且冷卻液可依序流經另一連通管(未圖示)以及入水口102而進入到本體10的第一水箱11內。

在本實施例中，於水冷頭20底側設有一導熱板P，前述導熱板P可透過導熱膏連接電路模組40上的積體電路元件G。如此一來，積體電路元件G所產生的熱即可透過導熱板P船導至水冷頭20，且水冷頭20內部的水可將熱進一步傳導至本體10內部，以對積體電路元件G進行降溫。

另一方面，從第1~7圖也可以看出在本體10上另設有複數個蜿蜒的鰭片51、52，前述鰭片51、52例如具有金屬材質，其中鰭片51可透過焊接的方式連接於相鄰的第一扁管C1之間，而鰭片52同樣可透過焊接的方式連接於相鄰的第二扁管C2之間，藉此能夠達到良好的熱傳導效果。

也就是說，鰭片51是固定在第一、第二水箱11、12之間的第一扁管C1上，鰭片52則是固定在第二、第三水箱12、13之間的第二扁管C2上，惟鰭片51、52的間距密度並不完全相同。

應了解的是，當受熱後的冷卻液(例如熱水)從水冷頭20經幫浦傳送到本體10內部後，可依序自第一水箱11流經第一扁管C1而到達第二水箱12，且第二水箱12內部的冷卻液可進一步流經第二扁管C2而到達第三水箱13內部。在冷卻液流經第一扁管C1以及第二扁管C2的過程中，可透過鰭片51、52將熱傳導至空氣中，而風扇30所產生的氣流則可迅速地將熱排出散熱裝置K，以達到良好的散熱效果。

另一方面，從第3~7圖中可以看出，在第一水箱11以及第二水箱12之間形成有一第一凹槽S1，且在第二水箱12以及第三水箱13之間形成有一第二凹槽S2，其中前述第一凹槽S1以及第二凹槽S2可用以分別容納風扇30，藉以將熱迅速地排出散熱裝置K。

此外，從第5圖中可以看出，第三水箱13在垂直方向(Z軸方向)上的高度係大於第一水箱11以及第二水箱12在垂直方向(Z軸方向)上的高度，且第二水箱12在垂直方向(Z軸方向)上的高度係大於第一水箱11在垂直方向(Z軸方向)上的高度，其中前述垂直方向係垂直於本體10之長軸方向(X軸方向)。

又，鰭片52以及第二扁管C2在垂直方向(Z軸方向)上的厚度係大於鰭片51以及第一扁管C1在垂直方向(Z軸方向)上的厚度，其中在前述鰭片51以及第一扁管C1的底側形成有一容納空間R，用以容納水冷頭20，且組裝後之水冷頭20係位在本體10以及電路模組40之間(第7圖)，此外當沿著本體10之長軸方向(X軸方向)觀察時可以發現，水冷頭20會和第二水箱12以及第三水箱13至少部分重疊。

在本實施例中，前述容納空間R係位於第一水箱11以及第二水箱12之間。

本實施例藉由設置三個水箱，並在各水箱之間以扁管相連通，藉此不僅可大幅增加冷卻液的容量以提高散熱效率，且透過設置多個水箱也可以用來攔截並儲存流路中的氣體，以避免氣體伴隨著冷卻液流動而影響其熱交換效率；此外，本實施例透過使各個水箱具有不同的高度，能有效利用空間並大幅縮減散熱裝置K以及電路模組40在Z軸方向上的尺寸，從而可達到機構微型化之目的。

接著請參閱第8圖，其中第8圖表示散熱裝置K之本體10的仰視圖。

在本實施例之本體10上可大致區分出一高溫流路區A以及一低溫流路區B，其中當受熱後的冷卻液(例如熱水)從水冷頭20經過入水口102而進入到本體10的第一水箱11後，會沿著X軸方向穿越高溫流路區A(依序流過第一扁管C1、第二水箱12、第二扁管C2而到達第三水箱13)；接著，如第8圖中箭頭方向所示，冷卻液會再從第三水箱13沿著-X軸方向穿越低溫流路區B(依序流過第二扁管C2、第二水箱12、第一扁管C1而到達第一水箱11)，然後經冷卻後的冷卻液會通過出水口101及連通管而流入水冷頭20內，從而完成整個流體的循環。

特別地是，本實施例中之鰭片51係位在第一水箱11以及第二水箱12之間，且其包含兩種具有不同彎曲間距(pitch)的第一鰭片51A以及第二鰭片51B；此外，鰭片52係位在第二水箱12以及第三水箱13之間，且其包含兩種具有不同彎曲間距的第三鰭片52A以及第四鰭片52B。

舉例而言，前述蜿蜒之第一鰭片51A的彎曲間距P1約為3.2mm，而第二鰭片51B的彎曲間距P2則約為2.5mm；同理，前述蜿蜒之第三鰭片52A的彎曲間距P3約為3.2mm，而第四鰭片52B的彎曲間距P4則約為2.5mm。

也就是說，高溫流路區A中之第一鰭片51A以及第三鰭片52A的彎曲間距P1、P3係大於低溫流路區B中之第二鰭片51B以及第四鰭片52B的彎曲間距P2、P4。本實施例透過使鰭片51、52在前述高溫流路區A以及低溫流路區B中具有不同間距密度，並搭配風扇30之氣流將將鰭片51、52所散出的熱迅速地排出散熱裝置K，可大幅提升散熱裝置K的散熱效能。

於一實施例中，也可以使鰭片51或鰭片52具有三種或三種以上之不同間距密度以增進其散熱效能，並不以本實施例所揭露者為限。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項工藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:本體 101:出水口 102:入水口 11:第一水箱 12:第二水箱 13:第三水箱 20:水冷頭 201:入水口 202:出水口 30:風扇 40:電路模組 51:鰭片 51A:第一鰭片 51B:第二鰭片 52:鰭片 52A:第三鰭片 52B:第四鰭片 A:高溫流路區 B:低溫流路區 C1:第一扁管 C2:第二扁管 G:積體電路元件 K:散熱裝置 P:導熱板 P1:彎曲間距 P2:彎曲間距 P3:彎曲間距 P4:彎曲間距 R:容納空間 S1:第一凹槽 S2:第二凹槽

第1圖表示本新型一實施例之散熱裝置K以及電路模組40的爆炸圖。第2圖表示第1圖中之散熱裝置K以及電路模組40於另一視角的爆炸圖。第3、4圖表示第1、2圖中之本體10的立體圖。第5圖表示第3、4圖中之本體10的側視圖。第6圖表示本體10、水冷頭20以及導熱板P的立體圖。第7圖表示散熱裝置K以及電路模組40於組合後的立體圖。第8圖表示散熱裝置K之本體10的仰視圖。

10:本體

101:出水口

102:入水口

11:第一水箱

12:第二水箱

13:第三水箱

20:水冷頭

201:入水口

202:出水口

30:風扇

40:電路模組

51:鰭片

52:鰭片

C1:第一扁管

C2:第二扁管

G:積體電路元件

K:散熱裝置

P:導熱板

R:容納空間

Claims

一種散熱裝置，用以對一電路模組進行散熱，該散熱裝置包括：一本體，具有一第一水箱、一第二水箱、一第三水箱、複數個第一扁管以及複數個第二扁管，其中該第一水箱、該第二水箱以及該第三水箱沿著該本體之一長軸方向依序排列，該些第一扁管連通該第一水箱以及該第二水箱，且該些第二扁管連通該第二水箱以及該第三水箱；複數個鰭片，設置於該些第一扁管以及該些第二扁管上；一水冷頭，連通該本體之該第一水箱，用以驅使一冷卻液於該水冷頭以及該本體之間循環流動；以及一風扇，設置於該本體上，其中該水冷頭以及該風扇位於該本體的相反側。
如請求項1之散熱裝置，其中該些鰭片包含複數個蜿蜒之第一鰭片、複數個蜿蜒之第二鰭片、複數個蜿蜒之第三鰭片以及複數個蜿蜒之第四鰭片，該些第一鰭片以及該些第二鰭片位於該第一水箱以及該第二水箱之間，該些第三鰭片以及該些第四鰭片位於該第二水箱以及該第三水箱之間，其中該些第一鰭片與該些第二鰭片的彎曲間距不同，且該些第三鰭片與該些第四鰭片的彎曲間距不同。
如請求項2之散熱裝置，其中該本體區分出一高溫流路區以及一低溫流路區，該些第一鰭片以及該些第三鰭片位於該高溫流路區，且該些第二鰭片以及該些第四鰭片位於該低溫流路區。
如請求項3之散熱裝置，其中該些第一鰭片的彎曲間距大於該些第二鰭片的彎曲間距，且該些第三鰭片的彎曲間距大於該些第四鰭片的彎曲間距。
如請求項1之散熱裝置，其中該第三水箱於一垂直方向上的高度大於該第二水箱於該垂直方向上的高度，且該第二水箱於該垂直方向上的高度大於該第一水箱於該垂直方向上的高度，其中該垂直方向垂直於該本體之該長軸方向。
如請求項1之散熱裝置，其中該水冷頭設置於該第一水箱以及該第二水箱之間。
如請求項1之散熱裝置，其中當沿著該本體之該長軸方向觀察時，該水冷頭和該第二水箱以及該第三水箱部分重疊。
如請求項1之散熱裝置，其中該散熱裝置更包括兩個風扇，在該第一水箱以及該第二水箱之間形成有一第一凹槽，且在該第二水箱以及該第三水箱之間形成有一第二凹槽，其中該些風扇分別容置於該第一凹槽以及該第二凹槽內。
如請求項1之散熱裝置，其中該散熱裝置更包括一導熱板，連接該水冷頭以及該電路模組之一積體電路元件。
如請求項9之散熱裝置，其中該電路模組為一顯示卡模組，且該積體電路元件為一GPU。