TWI394030B - 散熱模組及採用該散熱模組之電子裝置 - Google Patents

Description

散熱模組及採用該散熱模組之電子裝置

本發明涉及一種散熱模組，特別係關於一種對發熱電子元件散熱之散熱模組。本發明同時還涉及一種採用該散熱模組之電子裝置。

隨著大型積體電路技術之不斷進步及廣泛應用，資訊產業之發展突飛猛進，電腦廣泛應用於各行各業，尤其個人電腦之應用已基本普及，為適應資料處理量不斷增加及即時性要求提高之發展趨勢，必然要求電腦運行速度不斷提高。眾所周知，中央處理器係電腦系統之核心元件，其性能之優劣直接決定整個電腦之性能，故，高頻高速處理器不斷推出。但是由於高頻高速運行使得處理器單位時間產生大量熱量，如不及時排除該等熱量將引起處理器自身溫度之升高，尤其對於筆記本電腦，其內部空間有限，對系統之安全及性能造成很大影響，目前散熱問題已經成為新一代高速處理器推出時必需解決之問題。

通常業界在中央處理器等晶片上安裝散熱鰭片組輔助其散熱，同時，在散熱鰭片組上安裝風扇與熱管組成散熱模組，並利用風扇吹出之氣流促使散熱鰭片組之熱量快速散發。該散熱鰭片組相鄰散熱鰭片之間形成供氣流通過之流道。一般而言，散熱鰭片組係設置在靠近筆記本電腦機殼一側之位置，並在對應之側壁上開設複數通風孔，相鄰通風孔之間形成柵欄，風扇吸入之冷氣流經過 散熱鰭片之間的流道而吹拂散熱鰭片組變成熱氣流後，再經由上述側壁上柵欄之間的通風孔而導出至機殼外，從而達到散熱之目的。為了提升散熱鰭片組之散熱面積進而達到提高散熱效果，一般將散熱鰭片之厚度設計成非常薄，同時散熱鰭片之間排列亦很緊密，導致散熱鰭片之間的流道寬度亦很窄，造成散熱鰭片之厚度要比側壁上柵欄之寬度要小，且散熱鰭片之流道寬度亦比柵欄之間的通風孔之寬度要小，故，為了防止流道被堵塞，通常散熱鰭片組並非放置在與側壁緊密貼合之位置，而是將散熱鰭片組放置在與側壁相距一定距離之位置，這樣就使散熱模組裝入機殼之後會產生在散熱鰭片組與側壁之間遺留間隙之問題，從而，在散熱鰭片組與機殼之側壁之間形成一空隙。當風扇所產生之氣流流經散熱鰭片組後，一部分高溫氣流會在散熱鰭片組與機殼之側壁之間形成的空隙內形成渦流而無法及時排出至機殼外，影響散熱鰭片組與風扇氣流之間的熱交換效果，進而導致CPU產生之熱量無法及時散發而影響其使用性能，同時使系統溫度升高令使用者感到不適。

有鑒於此，有必要提供一種可降低渦流產生之散熱模組及採用該散熱模組之電子裝置。

一種散熱模組，包括一熱管、一風扇及一散熱鰭片組，該熱管之一端連接在散熱鰭片組上，該散熱鰭片組設置於風扇之出風口處，該散熱鰭片組包括複數散熱鰭片，相鄰兩散熱鰭片之間形成流道，該風扇之出風口處還於 散熱鰭片組之一側設有一導風結構，該導風結構包括複數平行設置之導風柱，相鄰兩導風柱之間形成風道，所述風道與散熱鰭片組之流道相通。

一種電子裝置，包括一機殼、置於該機殼內之一發熱電子元件、與該發熱電子元件熱性連接之一散熱鰭片組以及對該散熱鰭片組散熱之一風扇，該機殼具有一側壁，側壁上形成有複數通孔，該散熱鰭片組置於風扇之出風口且形成有供風扇氣流流過之流道，該機殼於其側壁與散熱鰭片組之間設有一導風結構，該導風結構包括導風柱，相鄰兩導風柱之間形成風道，所述風道連接散熱鰭片組之流道與側壁上之通孔。

與習知技術相比，該散熱模組於風扇之出風口處形成導風結構以引導散熱鰭片組與機殼側壁之間的熱氣流，加快熱氣流之暢通，降低渦流之產生，從而利於熱氣流散發，提高散熱效果。

下面參照附圖，結合實施例作進一步說明。

如圖1及圖2所示，該散熱模組係設置於一便攜式電子裝置之機殼10內，該便攜式電子裝置係為筆記本電腦(notebook computer)、膝上型電腦(laptop com-puter)、平板電腦(tablet PC)等內置有發熱電子元件之電子裝置。該散熱模組包括一均熱板20、一熱管30、一散熱鰭片組40及一風扇50。

習知之各類便攜式電子裝置由於均朝向外形美觀、體積 縮小之趨勢發展，故在本實施例中，為了使便攜式電子裝置之外形更加美觀，將電子裝置之機殼之側壁做成斜面狀，即機殼10於一側形成一傾斜之側壁101，以使該便攜式電子裝置之外形更加美觀，不但增加視覺上之美觀感受，並且還會在視覺上產生整個機器體積比較小之感觀效果。

該均熱板20貼設於電子元件CPU90上，均熱板20上設有一對固定彈片201，該兩彈片201結構形狀相同，均為平面彎曲形，每一彈片201包括一結合部2011和設於結合部2011兩端之兩個鎖合部2012，結合部2011上縱向設置兩個大小相同之固定孔2021，藉由銷釘202將彈片201鉚接固定在均熱板20上，顯然，彈片201亦可藉由螺接或扣合等方式固定至該均熱板20上。每一鎖合部2012之末端均設有一裝配孔2022，可供螺釘(圖未示)等固定件穿過而將約熱板20固定於發熱電子元件上，如CPU90上，以吸收其產生之熱量。熱管30呈彎曲狀，包括熱性連接於均熱板20之一蒸發段301，熱性連接於散熱鰭片組40之一冷凝段302，以及連接於該蒸發段301與冷凝段302之間之絕熱段303。散熱鰭片組40由複數相互平行堆疊設置之散熱鰭片401堆疊而成，每相鄰之散熱鰭片401之間形成一流道402。為增加散熱鰭片組40與熱管30之接觸面積，該散熱鰭片組40於其內側中間位置設有收容該熱管30之“U”形收容空間403。

請同時參照圖3至圖5，該風扇50包括一殼座60、一蓋板80、裝設於該蓋板80上之定子(圖未示)及可相對該定 子轉動之轉子501。該蓋板80與設座60合圍形成一容置空間503，將該定子及轉子501收容於該容置空間503內。該轉子501包括一輪轂5011及由輪轂5011周緣放射狀延伸之複數扇葉5012。如圖3所示，這些扇葉5012之末端與殼座60側壁間形成一間隔504，該間隔504之寬度沿轉子501之運轉方向呈漸開線方式逐漸增加，以增加進入容置空間503內氣流之壓力。為便於該氣流進出容置空間503，該風扇50在蓋板80上與殼座60上分別設置開孔，作為該風扇50之第一進風口505與第二進風口506，並在殼座60側壁設有與所述進風口505、506垂直之出風口502，該散熱鰭片組40即設置在該出風口502處。該風扇50運轉時，在進風口505、506處產生負壓，將其周圍之空氣由第一進風口505及第二進風口506處吸入該容置空間503內，經加壓後由間隔504流向出風口502，並由該出風口502處離開，吹向散熱鰭片組40，形成冷卻散熱鰭片組40之氣流。

風扇50之殼座60可由具有良好導熱性能之金屬材料如鎂、鋁、鋅或其合金等製成。當然，該殼座亦可由塑膠藉由注塑成型製成。該殼座60於散熱鰭片組40之右側一體成型設有一導風結構70，即散熱鰭片組40與機殼10面對散熱鰭片組40之側壁101之間形成有導風結構70。該側壁101呈傾斜狀，即與風扇50所產生的氣流之流向呈非垂直狀。側壁101上設有複數平行間隔排列之通孔1011，每一通孔1011大致呈長方形，於其四角形成圓弧導角，相鄰兩通孔1011之間形成一欄柱1012。該導風結構70包括複 數呈相互平行間隔設置之導風柱701，相鄰兩導風柱701之間形成一風道702。每一導風柱701大致呈三角片狀，自下向上導風柱之長度逐漸減小，於靠近散熱鰭片組40之一側形成一直線邊7012，於靠近機殼10之側壁101一側形成一斜線邊7011，該斜線邊7011與側壁101呈平行狀設置。導風柱701在靠近側壁101處之寬度大致與欄柱1012之寬度相等，並自側壁101向散熱鰭片組40之方向呈漸縮狀延伸，使導風柱701內側之寬度儘量減小，以減少對散熱鰭片之流道402造成之阻塞。風道702靠近殼體101處之寬度大致與相應通孔1011之寬度相等，而於靠近散熱鰭片組40之一側該風道702之寬度大致等於該散熱鰭片組40之流道402的整數倍。

組裝時，該熱管30之蒸發段301與均熱板20藉由熱介面材料或焊接等方式固定連接，冷凝段302則收容於散熱鰭片組40之收容空間403內，同樣冷凝段302與鰭片組40之間設有熱介面材料以減少二者之間的接觸熱阻。當將散熱鰭片組40、熱管30以及均熱板20裝入機殼10內時，散熱鰭片組40之右側緣與導風結構70之直線邊7012相抵靠，每一流道402與相應之風道702相對應，由於風道702之寬度大致為流道402之整數倍，該實施例中，大約為3倍，因而，每一風道702大致與3個流道402相對應。從而散熱鰭片組40之流道402、導風結構70之風道702以及側壁101上之通孔1011形成連通的氣流通道，可導引風扇50所產生之氣流順利流出。工作時，CPU90所產生之熱量快速傳遞至均熱板20，並進一步由熱管30之蒸發段301吸收 ，熱管10內部之工作介質吸熱蒸發將熱量傳導至冷凝段302，由冷凝段302傳遞至散熱鰭片組40，進而風扇50運轉產生之氣流與散熱鰭片組40進行熱交換而將散熱鰭片組40處之熱量帶走，並藉由流道402、風道702以及通孔1011所形成氣流通道流出至機殼10外，達到對CPU90散熱之目的。導風結構70之設置，可引導自散熱鰭片組40內流出之高熱氣流順利流出至機殼10外，避免在機殼10與散熱鰭片組40之間形成渦流而無法流出而導致系統溫度升高而影響散熱效果及系統性能。該散熱模組中，風道702沿氣流方向呈漸縮狀，可加速氣流之流動進而使高熱氣流快速流出。

圖6至圖7所示為本發明之第二實施例，與上述實施例不同之處為，本實施例中該導風結構70a之各導風柱701a設計成與氣流方向呈一定夾角傾斜設置，這樣該等導風柱701a可以將從散熱鰭片組40吹出之氣流改變出風角度，針對筆記本電腦而言，這種改變出風角度之設計可以讓熱風導向遠離使用者之後方，從而不易直接吹向使用者。

圖8所示為本發明之第三實施例，與本發明第一實施例不同之處為，本實施例中側壁101a呈豎直狀，同時導風結構70b之每一個導風柱701b大致呈方片狀，且每一導風柱701b之寬度從側壁101a向散熱鰭片組40之方向逐漸較小。

上述僅為本發明之較佳實施例，並非用來限制本發明之範圍，任何屬於本發明精神範疇內之變更都應包含於本 發明所涵蓋之範圍內。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修 飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧機殼

1011‧‧‧通孔

20‧‧‧均熱板

2011‧‧‧結合部

202‧‧‧銷釘

2022‧‧‧裝配孔

301‧‧‧蒸發段

303‧‧‧絕熱段

401‧‧‧散熱鰭片

403‧‧‧收容空間

501‧‧‧轉子

5012‧‧‧扇葉

503‧‧‧容置空間

505、506‧‧‧進風口

70、70a、70b‧‧‧導風結構

701、701a、701b‧‧‧導風柱

101、101a‧‧‧側壁

1012‧‧‧欄柱

201‧‧‧彈片

2012‧‧‧鎖合部

2021‧‧‧固定孔

30‧‧‧熱管

302‧‧‧冷凝段

40‧‧‧散熱鰭片組

402‧‧‧流道

50‧‧‧風扇

5011‧‧‧輪轂

502‧‧‧出風口

504‧‧‧間隔

60‧‧‧殼座

7011‧‧‧斜線邊

702‧‧‧風道

90‧‧‧CPU

7012‧‧‧直線邊

80‧‧‧蓋板

圖1為本發明散熱模組其中一實施例之立體分解圖。

圖2為圖1之立體組裝圖。

圖3為圖2之部分立體組裝圖。

圖4為導風結構第一實施例之立體圖

圖5為圖4俯視圖。

圖6為導風結構第二實施例之立體圖。

圖7為圖6之俯視圖。

圖8為導風結構第三實施例之立體圖。

30‧‧‧熱管

40‧‧‧散熱鰭片組

501‧‧‧轉子

502‧‧‧出風口

504‧‧‧間隔

70‧‧‧導風結構

701‧‧‧導風柱

702‧‧‧風道

7011‧‧‧斜線邊

Claims (14)

1. 一種散熱模組，包括一熱管、一風扇及一散熱鰭片組，該熱管之一端連接在散熱鰭片組上，該散熱鰭片組設置於風扇之出風口處，該散熱鰭片組包括複數散熱鰭片，相鄰兩散熱鰭片之間形成流道，其改良在於：該風扇之出風口處還於散熱鰭片組之一側設有一導風結構，該導風結構包括複數平行設置之導風柱，相鄰兩導風柱之間形成風道，所述風道與散熱鰭片組之流道相通，該導風柱之寬度自遠離散熱鰭片組之一端向靠近散熱鰭片組之另一端逐漸縮小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中每一導風柱與風扇之氣流方向呈一定夾角。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中每一風道對應散熱鰭片組之複數個流道。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中所述導風柱呈三角形，其面對散熱鰭片組之一側為直角邊，遠離散熱鰭片組之一側為斜邊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中所述導風柱呈方片狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該風扇包括一殼座、一蓋板及設于該蓋板與該殼座圍設形成之容置空間內之一轉子，該導風結構與該殼座一體成型。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該散熱模組還包括一均熱板，該熱管之另一端連接至均熱板上，該散熱鰭片組設有收容熱管一端之一凹槽。
8. 一種電子裝置，包括一機殼、置於該機殼內之一發熱電子 元件、與該發熱電子元件熱性連接之一散熱鰭片組以及對該散熱鰭片組散熱之一風扇，該機殼具有一側壁，側壁上形成有複數通孔，該散熱鰭片組置於風扇之出風口且形成有供風扇氣流流過之流道，其改良在於：該機殼於其側壁與散熱鰭片組之間設有一導風結構，該導風結構包括複數導風柱，相鄰兩導風柱之間形成風道，所述風道連接散熱鰭片組之流道與側壁上之通孔，該側壁上相鄰兩通孔之間形成一欄柱，每一導風柱在靠近側壁處之寬度與欄柱相等，且每一導風柱之寬度自側壁向散熱鰭片組之方向呈漸縮狀延伸。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中每一通孔之寬度對應每一風道之寬度，而每一風道對應散熱鰭片組一個以上之流道。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中每一導風柱與風扇之氣流方向呈一定夾角。
11. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該風扇包括一殼座、一蓋板及設於該蓋板與該殼座圍設形成容置空間內之一轉子，所述導風柱與該殼座一體成型。
12. 如申請專利範圍第8至11項中任一項所述之電子裝置，其中該電子裝置還包括一均熱板及一熱管，該熱管之一端連接在散熱鰭片組上，另一端連接至均熱板上。
13. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中所述側壁呈傾斜狀，所述導風柱呈三角形，其面對散熱鰭片組之一側為直角邊，面對側壁之一側為斜邊。
14. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中所述側壁呈豎直狀，所述導風柱呈方片狀。