TWI420022B - Cooling fan control module structure - Google Patents

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TWI420022B
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Description

散熱風扇控制模組結構
本發明係有關於一種散熱風扇控制模組結構,尤係指一種具有鰭片之散熱風扇控制模組結構。
隨著半導體封裝之高積集化(Integration),使得電子元件的運算性能大幅提升,惟此類電子元件亦由於其高頻運算能力,使其於運作過程所產生的熱量也較以往為高,因此,散熱效果是否良好即成為半導體封裝技術影響品質良率的重要關鍵。
傳統之半導體封裝技術為提升封裝件之散熱性,有如第5, 939, 781、5, 879, 937以及6, 177, 720號美國專利所揭露利用將外導腳連接至導線架晶片座的方式,透過該導腳將熱量傳遞至封裝件外部以逸散熱量。然而,此等封裝件的散熱途徑過長,散熱效果不佳,故遂有如第5, 252, 783、6, 818, 973、6, 143, 981以及6, 583, 499號美國專利揭示一種直接外露出晶片座並將該外露之晶片座連接至電路板的接地層上,以將晶片所產生的熱量藉由該接地層散熱。
惟,此種散熱手段,當應用在散熱風扇控制模組時,由於經封裝的電子元件係位於風扇輪轂覆蓋的範圍內,故其內部之散熱環境不佳,再加上用於控制模組的電路板之接地層面積不夠大,使得散熱效果有限,常導致風扇控制元件過熱使得風扇無法運轉。是以,第I290673號台灣專 利揭露一種散熱風扇,如第一圖所示,該散熱風散係包括殼體1、扇輪2及電路板3。該殼體1係設有氣流通道10、入風口11、出風口12、基座13及定子組14。該扇輪2係可轉動地結合在該基座13上,且該扇輪2並設有輪轂21、軸桿22、數個葉片23及環形磁鐵24,此外,該基座13亦設有軸管131和軸承132。第I290673號台灣專利主要係藉由該電路板3自中心軸桿22向外之方向凸伸至風扇葉片23的下風處,並將發熱電子元件34設置於該電路板3位於葉片23下風處之凸伸部36,以驅散電子元件32所產生之熱量。然而,因應此種方式,則需重新製作電路板並使得電路板的使用率(utilization)不佳,導致成本上升。其次,該外露之電子元件的設計,除了外觀不良外,更容易使外露之電子元件遭受外力的損害和外界環境污染,此外,該外露之電子元件及凸伸之電路板,亦會造成空氣亂流導致風扇噪音和風扇震動。
是以,如何解決上述習知散熱風扇控制模組設計不良所造成之散熱效果不佳、成本過高、容易造成元件受損以及噪音等問題,並開發一種新穎的散熱風扇控制模組結構,實為目前亟欲解決的課題。
鑒於以上所述先前技術之缺點,本發明提供一種不需改變電路板設計而不會增加電路板設計成本之散熱風扇控制模組結構。
本發明之另一目的係提供一種不外露電子元件之散 熱風扇控制模組結構,可避免元件受損或污染。
本發明之又一目的在於提供一種減少噪音和震動之散熱風扇控制模組結構。
為達上揭及其他目的,本發明揭露一種散熱風扇控制模組結構,係包括基座;可轉動地結合在該基座上之扇輪,該扇輪並設有輪轂及數個葉片;承載於該基座上之電路板,該電路板具有接地層、相對該接地層之表面以及數個連接該接地層和該表面之散熱通孔,且於該電路板之表面上設有電子元件並藉由部分該散熱通孔連接該接地層;以及連接於該電路板以傳遞電子元件所產生熱量之散熱件,其中,該散熱件係具有數個延伸至該扇輪之輪轂範圍外之鰭片。
於本發明之另一態樣中,本發明之散熱件係連接於該電子元件的表面,而該表面係相對於該電子元件連接該電路板之表面,且該散熱件亦具有數個延伸至該扇輪之輪轂範圍外之鰭片;或者,更進一步地,本發明之散熱風扇控制模組結構復包括連接於該接地層之另一散熱件,且該散熱件亦具有數個延伸至該扇輪之輪轂範圍外之鰭片。
於本發明之又一態樣中,本發明復提供一種散熱風扇控制模組結構,係包括基座;可轉動地結合在該基座上之扇輪,該扇輪並設有輪轂及數個葉片;承載於該基座上之電路板,且於該電路板上設有電子元件;以及連接於該電子元件表面之散熱件,該表面係相對於該電子元件連接該電路板之表面,其中,該散熱件係延伸至該扇輪之輪轂範 圍外,且於超出該輪轂範圍處具有至少兩個彎折部,使該散熱件概為一凹字型以夾持該電路板。
本發明透過延伸至扇輪之輪轂範圍外的散熱件,將電子元件產生的熱量傳遞至散熱件之鰭片,本發明之設計不需要改變電路板的設計亦不需要將電子元件設置於風扇的下風處,可避免元件受損或由如灰塵等物質所污染,並具有減少因凸伸於風扇下風處的電路板或元件擾亂氣流所導致的噪音和風扇之震動等優點。
以下係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式,所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。
第一實施例
請參閱第2圖,係為本發明之散熱風扇控制模組結構組裝於散熱風扇之示意圖。同時為簡化本圖示,本實施例中對應前述相同或相似之元件係採用相同標號表示。
如第2圖所示,該散熱風扇及本發明之散熱風扇控制模組結構,主要係包括殼體1、扇輪2、電路板3及散熱件4。該殼體1係設有氣流通道10、入風口11、出風口12、基座13及定子組14。該氣流通道10係用以容置該扇輪2,該入風口11和出風口12分別位於該氣流通道10之兩側,用以輸入氣流及輸出氣流。該基座13可設置於該出風口12側或入風口11側,並延設有複數肋條130連接至該殼體1之內壁,此外,該基座13亦設有軸管131 和軸承132。該定子組14與電路板3皆固設於該基座13上,用以產交變激磁。
請參閱第2和3A圖,本發明之散熱風扇控制模組結構所包括之扇輪2係可轉動地結合在該基座13上,該扇輪2並設有輪轂21、軸桿22、數個葉片23及環形磁鐵24,該扇輪及所設置之輪轂、軸桿、數個葉片及環形磁鐵係如第I290673號台灣專利之習知技術,故不再於本文中詳述。如第3B圖所示,該電路板3係承載於該基座13上,該電路板3具有接地層31、相對該接地層31之表面32以及數個連接該接地層31和該表面32之散熱通孔33,且於該電路板3之表面32上設有電子元件34並藉由部分該散熱通孔33連接該接地層31;以及連接於該電路板3以傳遞電子元件34所產生熱量之散熱件4,其中,該散熱件4係具有數個延伸至該扇輪2之輪轂21範圍外之鰭片41。
本發明之散熱件之材質實例,包括,但不限於金屬或金屬合金,具體而言,該散熱件之材質係選自由銅、鋁或其合金。並可藉由如電鍍等習知方法形成所欲之散熱件,或者可選擇一金屬片材,並利用切割或衝壓成型得到具有鰭片之散熱件。另一方面,本發明之電路板所含之散熱通孔內係形成有導熱材料,通常,該導熱材料係選自金屬材質,但亦不以此為限。
如第3B圖所示,於本發明之一具體實施例中,該散熱件4係設置於該電路板3之表面32,並藉由部分該散 熱通孔33連接該接地層31。
或者,如第4圖所示之本發明之另一具體實施例中,該散熱件4係設置於該電路板3下並連接於該電路板3之接地層31。
本發明之散熱件所延設之鰭片具有導引氣流流動之作用,可減少當風扇葉片驅動氣流自入風口流向出風口時所產生之阻力,更有效地逸散電子元件所產生的熱量。此外,可視需要地,進一步變化該鰭片之外形,舉例而言,如第5A圖所示,在本發明之具有散熱件之散熱風扇控制模組結構中,各該鰭片41之部分係與該散熱件4之平面42呈現一傾斜角度,並使各該鰭片41於與該扇輪2平行之徑向方向具有彎折部43,或者,如第5B圖所示,該散熱件4在延伸超出該輪轂21範圍處具有彎折部43,俾使減少各該鰭片41與氣流之間的阻力。
復參閱第2圖,當該基座具有一凹槽以容置該電路板時,可於該基座復設有缺口133,以供該散熱件4延伸至該扇輪2之輪轂21範圍外。
第二實施例
請參閱第6圖,係為本發明之散熱風扇控制模組結構第二實施例之示意圖。同時為簡化本圖示,本實施例中對應前述相同或相似之元件係採用相同標號表示。
本實施例之散熱風扇控制模組結構大致上與第一實施例之結構相同,主要差異在於散熱件係接置於該電子元件的表面。
如第6圖所示,本發明之另一散熱風扇控制模組結構,係包括基座13;可轉動地結合在該基座13上之扇輪2,該扇輪2並設有輪轂21及數個葉片23;承載於該基座13上之電路板3,且於該電路板3上設有電子元件34;以及連接於該電子元件34表面35之第一散熱件4',該表面34係相對於該電子元件34連接該電路板3之表面32,其中,該第一散熱件4'係具有數個延伸至該扇輪2之輪轂21範圍外之鰭片41'。
復參閱第7圖所顯示之本發明第二實施例的另一態樣,於該散熱風扇控制模組結構中,該電路板3具有接地層31、相對該接地層31之表面32以及數個連接該接地層31和該表面32之散熱通孔33,且部分該散熱通孔33係連接該接地層31與該電子元件34,且該散熱風扇控制模組結構復包括連接於該接地層31之第二散熱件4",且該第二散熱件4"具有數個延伸至該扇輪2之輪轂21範圍外之鰭片41"。
在本發明之第二實施例中,亦可視需要地,進一步變化該鰭片之外形,亦即,如第5A圖所示,在本發明之具有散熱件之散熱風扇控制模組結構中,各該鰭片41之部分係與該散熱件4之平面42呈現一傾斜角度,並使各該鰭片41於與該扇輪2平行之徑向方向具有彎折部43,或者,如第5B圖所示,該散熱件4在延伸超出該輪轂21範圍處具有彎折部43,俾使減少各該鰭片41與氣流之間的阻力。
在本發明之具有彎折部之散熱件實施例中,並未限定該彎折部的的彎折方向,可如第5A和5B圖所示,使鰭片向電路板方向彎折,同樣地,亦可使鰭片朝相反方向彎折,且該散熱件結構,係根據所使用的製造方式而定,不論是藉由衝壓或模造成型皆可達成所欲的目的。
此外,在本發明之具有彎折部之散熱件的實施例中,可視需要地如第8圖所示,將各該鰭片41 (41'、41")貼附於該基座13之側緣。
第三實施例
請參閱第9A圖,係為本發明之散熱風扇控制模組結構第三實施例之示意圖。同時為簡化本圖示,本實施例中對應前述相同或相似之元件係採用相同標號表示。
如第9A圖所示之本發明另一散熱風扇控制模組結構,其中,散熱件4係連接於該電子元件34之表面35,該表面35係相對於該電子元件34連接該電路板3之表面32,且該散熱件4係延伸至該扇輪2之輪轂21範圍外,並於超出該輪轂21範圍處具有至少兩個彎折部43,使該散熱件4概為一凹字型以夾持該電路板3。
復參閱第9B圖,該圖係為第9A圖所示散熱件之立體透視圖,該散熱件4設有數個導風口44,形成於超出該輪轂21範圍之該散熱件側面45。
如前所述,本發明利用散熱件將電子元件產生的熱量傳遞至鰭片端,使電子元件設置在輪轂覆蓋的範圍內以避免受到外力損害,且本發明之散熱件具有鰭片之設計,除 了降低風阻外,亦具有減少噪音和震動的優點。
以上所述之具體實施例,僅係用以例釋本發明之特點及功效,而非用以限定本發明之可實施範疇,在未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下,任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾,均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧殼體
2‧‧‧扇輪
3‧‧‧電路板
4、4’‧‧‧散熱件
10‧‧‧氣流通道
11‧‧‧入風口
12‧‧‧出風口
13‧‧‧基座
14‧‧‧定子組
130‧‧‧肋條
131‧‧‧軸管
132‧‧‧軸承
21‧‧‧輪轂
22‧‧‧軸桿
23‧‧‧葉片
24‧‧‧磁鐵
31‧‧‧接地層
32、35‧‧‧表面
33‧‧‧散熱通孔
34‧‧‧電子元件
41、41'、41'‧‧‧鰭片
42‧‧‧平面
43‧‧‧彎折部
133‧‧‧缺口
44‧‧‧導風口
45‧‧‧側面
36‧‧‧凸伸部
第1圖係顯示習知散熱風扇之剖面示意圖;第2圖係顯示本發明之散熱風扇控制模組結構與散熱風扇之分解立體圖;第3A圖係顯示本發明之散熱風扇控制模組結構結合散熱風散之剖面示意圖;第3B圖係顯示如第3A圖所示之散熱風扇控制模組結構之局部放大圖;第4圖係顯示本發明另一散熱風扇控制模組結構之剖面示意圖;第5A圖係顯示本發明之具有彎折結構之散熱件的斜視圖;第5B圖係顯示本發明又一具有彎折結構之散熱件的斜視圖;第6圖係顯示本發明另一散熱風扇控制模組結構之剖面示意圖;第7圖係顯示本發明又一散熱風扇控制模組結構之剖面示意圖; 第8圖係顯示本發明再一散熱風扇控制模組結構之剖面示意圖;第9A圖係顯示本發明之具有凹字形散熱件之散熱風扇控制模組結構之剖面示意圖;以及第9B圖係顯示自第9A圖之散熱件的立體透視圖。
3‧‧‧電路板
4‧‧‧散熱件
13‧‧‧基座
21‧‧‧輪轂
23‧‧‧葉片
31‧‧‧接地層
32‧‧‧表面
33‧‧‧散熱通孔
34‧‧‧電子元件
41‧‧‧鰭片
130‧‧‧肋條

Claims (10)

  1. 一種散熱風扇控制模組結構,係包括:基座;扇輪,係可轉動地結合在該基座上,並設有輪轂及數個葉片;承載於該基座上之電路板,該電路板具有接地層、相對該接地層之表面以及數個連接該接地層和該表面之散熱通孔,且於該電路板之表面上設有電子元件,且該電子元件並藉由部分該散熱通孔連接該接地層,其中,該散熱通孔內係具有導熱材料;以及散熱件,連接於該電路板以傳遞電子元件所產生的熱量,其中,該散熱件係具有數個自電路板邊緣延伸至該扇輪之輪轂範圍外之鰭片。
  2. 如申請專利範圍第1項之散熱風扇控制模組結構,其中,該散熱件係設置於該電路板下並連接於該電路板之接地層。
  3. 如申請專利範圍第1項之散熱風扇控制模組結構,其中,該散熱件係設置於該電路板之表面,並藉由部分該散熱通孔連接該接地層。
  4. 如申請專利範圍第1項之散熱風扇控制模組結構,其中,該散熱風扇控制模組結構復包括連接於該接地層之另一散熱件,且該另一散熱件具有數個延伸至該扇輪之輪轂範圍外之鰭片。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之散熱風扇控制模組結構,其中,各該鰭片之部分係與該散熱件之平面呈現一傾斜角度,並使各該鰭片於與該扇輪平行之徑向方向具有彎折部。
  6. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之散熱風扇控制模組結構,其中,該散熱件在延伸超出該輪轂範圍處具有彎折部,俾使減少各該鰭片與氣流之間的阻力。
  7. 如申請專利範圍第1項之散熱風扇控制模組結構,其中,該基座復設有缺口,以供該散熱件延伸至該扇輪之輪轂範圍外。
  8. 如申請專利範圍第6項之散熱風扇控制模組結構,其中,各該鰭片係貼附於該基座之側緣。
  9. 一種散熱風扇控制模組結構,係包括:基座;扇輪,係可轉動地結合在該基座上,並設有輪轂及數個葉片;承載於該基座上之電路板,且於該電路板上設有電子元件,該電路板具有接地層、相對該接地層之表面以及數個連接該接地層和該表面之散熱通孔,且部分該散熱通孔係連接該接地層與該電子元件,其中,該散熱通孔內係具有導熱材料;以及散熱件,連接於該電子元件的表面,該表面係相對於該電子元件連接該電路板之表面,其中,該散熱件係自電路板邊緣延伸至該扇輪之 輪轂範圍外,且於超出該輪轂範圍處具有至少兩個彎折部,使該散熱件概為一凹字型以夾持該電路板。
  10. 如申請專利範圍第9項之散熱風扇控制模組結構,其中,該散熱件設有數個導風口,形成於超出該輪轂範圍之該散熱件側面。
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