TWI425347B

TWI425347B - 應用於電子裝置的散熱模組

Info

Publication number: TWI425347B
Application number: TW099136003A
Authority: TW
Inventors: Ching Yuan Huang; Chang Yuan Wu; I Feng Hsu; Tzu Chang Chen
Original assignee: Compal Electronics Inc
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2014-02-01
Also published as: TW201118545A; US20110116238A1; US8649178B2

Description

應用於電子裝置的散熱模組

本發明是有關於一種散熱模組及應用此散熱模組的電子裝置。

隨著電子科技的蓬勃發展，市場上不斷地出現新的電子產品，以滿足消費者的需求。就電腦而言，為了讓電腦系統能夠正常運作，電腦系統之熱功率較高之電子元件，例如中央處理單元(CPU)、記憶體模組(memory module)、繪圖處理單元(GPU)及晶片組(chipset)等，都必須額外地安裝一散熱模組來將多餘的熱能帶離電子元件，以預防運作中之電子元件的溫度超過其正常的運作溫度上限。

詳細而言，散熱模組可包含散熱塊與導熱結構，其中導熱結構配置於散熱塊與電子元件之間，以使電子元件產生的熱能可透過導熱結構傳遞至散熱塊。導熱結構可藉由膠合的方式固定於散熱塊與電子元件，然而當散熱模組因組裝上的錯誤或其它因素而需要重工時，此種膠合的固定方式會使散熱模組難以進行拆卸或是在拆卸後發生殘膠的問題。

本發明提供一種散熱模組，易於進行重工。

本發明提供一種電子裝置，其散熱模組易於進行重工。

本發明提出一種應用於電子裝置的散熱模組。電子裝置包括發熱結構。散熱模組包括散熱結構及導熱結構。導熱結構包括導熱部及延伸部，其中導熱部為具有黏性之導熱部。導熱部膠合於發熱結構及散熱結構之間，其中發熱結構產生的熱能透過導熱部傳遞至散熱結構。延伸部連接於導熱部且外露於發熱結構及散熱結構。當延伸部受力而使膠合於發熱結構及散熱結構間之具黏性的導熱部產生形變時，具黏性之導熱部與發熱結構之間的膠合力將因導熱部的形變而解除。依據產品設計的不同，當延伸部受力後可使該具黏性之導熱部產生沿著該膠合面(第一膠層或是第二膠層)之平行方向的形變，而導致該具黏性之導熱部與該發熱結構之間的膠合力解除。當具有黏性之導熱部與發熱結構之間的膠合力被解除時，導熱部與散熱結構之間的膠合力也可同時被解除。

基於上述，本發明的導熱結構包括相連接的具有黏性之導熱部及延伸部，其中導熱部膠合於散熱結構與發熱結構之間，而延伸部露出於散熱結構與發熱結構。延伸部適於受力而帶動導熱部產生變形，以解除導熱部與發熱結構之間的膠合力及導熱部與散熱結構之間的膠合力。藉此，導熱結構易於從散熱結構與發熱結構被取下，而使散熱模組易於進行重工。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之散熱模組的剖視圖。圖2為圖1之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。請參考圖1及圖2，本實施例的散熱模組100包括散熱結構110及導熱結構120。導熱結構120包括具有黏性之導熱部122及延伸部124。導熱部122膠合於發熱結構50及散熱結構110之間，其中發熱結構50產生的熱能可透過導熱部122傳遞至散熱結構110。

延伸部124連接於導熱部122且外露於發熱結構50及散熱結構110。當延伸部124受力而使膠合於發熱結構50及散熱結構110間之具黏性的導熱122部產生形變時，具黏性之導熱部122與發熱結構50之間的膠合力將因導熱部122的形變而解除。依據產品設計的不同，在本發明之實施例中，當延伸部124受力後並沿方向D1移動時，具有黏性之導熱部122產生沿著該膠合面之平行方向的形變，而導致該具黏性之導熱部122與該發熱結構50之間的膠合力解除。隨著產品設計之不同，當具有黏性之導熱部122與發熱結構50之間的膠合力被解除時，導熱部122與散熱結構110之間的膠合力也可同時被解除，但是並不限制本發明之範圍。藉此，使用者可沿方向D1拉動延伸部124帶動導熱部122變形，進而解除導熱部122與發熱結構50之間的膠合力及導熱部122與散熱結構110之間的膠合力，以利將導熱結構120從發熱結構50與散熱結構110分離(如圖2所示)，使散熱模組100易於進行重工。隨著製程需求的不同，導熱結構120受力發生變形後可與發熱結構50脫離而不與散熱結構110分離，以更快速地進行重工的製程。

在本實施例中，發熱結構50可包括電路板52及發熱元件54，其中發熱元件54例如為中央處理單元(CPU)、記憶體模組(memory module)、繪圖處理單元(GPU)或晶片組(chipset)。發熱結構50與散熱模組100組成電子組件而為電子裝置(如筆記型電腦)的一部分。

請參考圖1，詳細而言，本實施例的導熱部122更包括第一膠層126及第二膠層128，第一膠層126配置於發熱元件54與導熱部122之間為發熱元件54與導熱部122間的膠合面，第二膠層128配置於散熱結構110與導熱部122之間為散熱結構110與導熱部122間的膠合面，以使發熱元件54與散熱結構110分別藉由第一膠層126與第二膠層128與導熱部122進行膠合。

此外，本實施例的散熱結構110可包括散熱塊112及熱管114。散熱塊112膠合於導熱部122，熱管114配置於散熱塊112上，其中發熱結構50產生的熱能依序透過導熱部122及散熱塊112傳遞至熱管114，以進行散熱。

第一膠層126及第二膠層128的材質例如為具有高導熱係數的材料，以提升散熱模組100的散熱效率。此外，第一膠層126及第二膠層128可具有類似或相同於3M公司生產之無痕膠條的易移除特性，以利進行上述導熱結構120的拆卸。隨著產品需求之不同，第一膠層126與第二膠層128可為相同的材質或是不同的材質但是並不限制本發明之範圍。

本發明中的具黏性之導熱部與市售無痕膠條的不同點在於，市售無痕膠條為不良的熱導體且其耐熱程度約為50℃以下。當無痕膠條的溫度超過50℃時，則無痕膠條的黏著力將會降低甚至消失而影響其固定的功能。然而，一般電腦中的發熱結構在運作時溫度往往在50℃以上，因此市售無痕膠條將無法使用於本發明中。

本發明中所使用的具黏性之導熱部在功能上雖然具有無痕膠條之易移除的特性，但其導熱部的耐熱程度大於100℃，同時在製造此導熱部時因為導熱材料的加入使其熱傳導係數大於0.8W/(m‧K)，足以取代散熱膏(熱傳導係數約為0.7～3 W/(m‧K))用於電子元件之散熱。因此，當此具黏性之導熱部作為發熱結構與散熱結構之間的連接材料時，導熱部可迅速地將發熱結構的熱傳遞至散熱結構中且不會影響具黏性之導熱部的黏著力。

圖3為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。圖4為圖3之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。請參考圖3及圖4，在本實施例中，散熱模組200包括散熱結構210及導熱結構220。導熱結構220包括具有黏性之導熱部222與延伸部224且具有黏性之導熱部222包含第一膠層226及第二膠層228。發熱結構60及散熱結構210分別藉由第一膠層226及第二膠層228與導熱部122進行膠合以形成膠合面。發熱結構60包括電路板62及配置於電路板62上的發熱元件64。發熱元件64產生的熱能可透過導熱部222傳遞至散熱結構210。散熱結構210包括散熱塊212及熱管214，散熱塊212膠合於導熱部222，熱管214配置於散熱塊212上。

散熱模組200更包括滑動件230，滑動件230滑設於熱管214且連接延伸部224，其中滑動件適於沿熱管214滑動而帶動延伸部224沿方向D2移動。藉此，使用者可推動滑動件230沿熱管214滑動，以沿方向D2拉動延伸部224帶動導熱部222變形並使導熱部222產生沿著膠合面(第一膠層226或是第二膠層228)之平行方向的形變，進而解除導熱部222與發熱結構60之間的膠合力及導熱部222與散熱結構210之間的膠合力，以利將導熱結構220從發熱結構60與散熱結構210分離(如圖4所示)，使散熱模組200易於進行重工。隨著製程需求的不同，導熱結構220受力發生變形後可與發熱結構60脫離而不與散熱結構210分離，以更快速地進行重工的製程。

第一膠層226及第二膠層228的材質例如為具有高導熱係數的材料，以提升散熱模組200的散熱效率。此外，第一膠層226及第二膠層228可具有類似或相同於3M公司生產之無痕膠條的易移除特性，以利進行上述導熱結構220的拆卸。隨著產品需求之不同，第一膠層226與第二膠層228可為相同的材質或是不同的材質但是並不限制本發明之範圍。

圖5為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。圖6為圖5之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。請參考圖5及圖6，在本實施例中，散熱模組300包括散熱結構310及導熱結構320。導熱結構320包括具有黏性之導熱部322與延伸部324且具有黏性之導熱部322包含第一膠層326及第二膠層328。發熱結構70及散熱結構310分別藉由第一膠層326及第二膠層328與導熱部322進行膠合以形成膠合面。發熱結構70包括電路板72及配置於電路板72上的發熱元件74。發熱元件74產生的熱能可透過導熱部322傳遞至散熱結構310。散熱結構310包括散熱塊312及熱管314，散熱塊312膠合於導熱部322，熱管314配置於散熱塊312上。

本實施例的散熱塊312包括第一嵌合部312a及第二嵌合部312b。第一嵌合部312a膠合於導熱部322。第二嵌合部312b連接於延伸部324且嵌合於第一嵌合部312a，其中第二嵌合部312b適於受力而帶動延伸部324沿方向D3移動。藉此，使用者可移動第二嵌合部312b，以沿方向D3拉動延伸部324帶動導熱部322變形並使導熱部222產生沿著該膠合面(第一膠層326或是第二膠層328)之平行方向的形變，進而解除導熱部322與發熱結構70之間的膠合力及導熱部322與散熱結構310之間的膠合力，以利將導熱結構320從發熱結構70與散熱結構310分離(如圖6所示)，使散熱模組300易於進行重工。隨著製程需求的不同，導熱結構320受力發生變形後可與發熱結構70脫離而不與散熱結構310分離，以更快速地進行重工的製程。

第一膠層326及第二膠層328的材質例如為具有高導熱係數的材料，以提升散熱模組300的散熱效率。此外，第一膠層326及第二膠層328可具有類似或相同於3M公司生產之無痕膠條的易移除特性，以利進行上述導熱結構320的拆卸。隨著產品需求之不同，第一膠層326與第二膠層328可為相同的材質或是不同的材質但是並不限制本發明之範圍。

圖7為圖6之散熱塊的立體圖。請參考圖7，詳細而言，本實施例的第一嵌合部312a具有至少一凸柱P(繪示為兩個)，第二嵌合部312b具有至少一凹槽T，凸柱P適於嵌入凹槽T，藉此增加第一嵌合部312a與第二嵌合部312b的接觸面積以提升散熱效率，並固定第一嵌合部312a與第二嵌合部312b的相對位置。

圖8為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。圖9為圖8之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。請參考圖8及圖9，在本實施例中，散熱模組400包括散熱結構410及導熱結構420。導熱結構420包括具有黏性之導熱部422及延伸部424且具有黏性之導熱部422包含第一膠層426及第二膠層428。發熱結構80及散熱結構410分別藉由第一膠層426及第二膠層428與導熱部422進行膠合。發熱結構80包括電路板82及配置於電路板82上的發熱元件84。發熱元件84產生的熱能可透過導熱部422傳遞至散熱結構410。

在本實施例中，散熱模組400更包括樞轉件440，樞轉件440樞接於散熱結構410且連接延伸部424，其中樞轉件440適於相對散熱結構410樞轉而帶動延伸部424沿方向D4移動。藉此，使用者可推動樞轉件440相對散熱結構410樞轉，以沿方向D4拉動延伸部424帶動導熱部422變形並使導熱部222產生沿著該膠合面(第一膠層426或是第二膠層428)之平行方向的形變，進而解除導熱部422與發熱結構80之間的膠合力及導熱部422與散熱結構410之間的膠合力，以利將導熱結構420從發熱結構80與散熱結構410分離(如圖9所示)，使散熱模組400易於進行重工。隨著製程需求的不同，導熱結構420受力發生變形後可與發熱結構80脫離而不與散熱結構410分離，以更快速地進行重工的製程。

第一膠層426及第二膠層428的材質例如為具有高導熱係數的材料，以提升散熱模組400的散熱效率。此外，第一膠層426及第二膠層428可具有類似或相同於3M公司生產之無痕膠條的易移除特性，以利進行上述導熱結構420的拆卸。隨著產品需求之不同，第一膠層426與第二膠層428可為相同的材質或是不同的材質但是並不限制本發明之範圍。

圖10A為本發明另一實施例之散熱模組的剖視圖。請參考圖10A，在本實施例的散熱模組500中，發熱結構90包括電路板92及發熱元件94，發熱元件94配置於電路板92上，導熱結構520除了包括膠合於發熱結構90與散熱結構510之間的導熱部522及連接於導熱部522的延伸部524之外，更包括導熱層526。導熱層526配置於發熱元件94與散熱結構510之間且導熱層526的材質例如為具高導熱係數的材料。一般導熱層526通常採用導熱膠(thermal glue)以將發熱元件94的熱傳遞至散熱結構510。藉此，發熱結構90產生的熱能可同時透過導熱部522及導熱層526傳遞至散熱結構510，以提升散熱效率。導熱層526傳遞熱的速度大於導熱部522，但是導熱層526通常不具有固定的效果，因此在習知技術中導熱層往往需要與螺絲鎖固結構搭配，以將散熱結構510固定至發熱元件94上。在本發明中，將導熱層526與具有固定能力的導熱部522結合運用後，可在不用鎖固結構的前提下，將散熱結構510固定至發熱元件上94。隨產品設計的需求，導熱部522與散熱結構510之間可再加裝一彈片(spring plate)530，以調節發熱元件94的高度太高或太低時導熱部522與散熱結構510間的公差(如圖10B所示)。視產品需求之不同，導熱層526可接觸導熱部522(如圖10A所示)或是不接觸導熱部522(如圖10B所示)。

圖11為圖10A的導熱部及導熱層的俯視圖。請參考圖11，本實施例的導熱層526可配置於導熱部522的中央而被導熱部522圍繞。然本發明不以此為限，圖12為本發明另一實施例之導熱部及導熱層的俯視圖，導熱層626與導熱部622亦可以圖12所繪示的方式加以配置。

圖13為本發明另一實施例的散熱模組的剖視圖。請參考圖13，在本實施例的散熱模組700包括散熱結構710及導熱結構720，導熱結構720膠合於散熱結構710與發熱結構40之間，以使發熱結構40產生的熱能可透過導熱結構720傳遞至散熱結構710。散熱結構710具有至少一定位孔710a(繪示為多個)，而電子裝置的殼體(上殼體或是下殼體)750具有一定位柱752(繪示為多個)。這些定位柱752分別透過這些定位孔710a穿設於散熱結構710，以使散熱結構710可更穩固地被固定住。

綜上所述，本發明的導熱結構包括相連接的具有黏性之導熱部及延伸部，其中導熱部膠合於散熱結構與發熱結構之間，而延伸部露出於散熱結構與發熱結構。延伸部適於受力而帶動導熱部產生變形並使具有黏性之導熱部產生沿著膠合面(第一膠層或是第二膠層)之平行方向的形變，以解除導熱部與發熱結構之間的膠合力及導熱部與散熱結構之間的膠合力。藉此，導熱結構易於從散熱結構與發熱結構被取下，而使散熱模組易於進行重工。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，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，當可作些許之更動與潤飾，故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。

40、50、60、70、80、90．．．發熱結構

42、52、62、72、82、92．．．電路板

44、54、64、74、84、94．．．發熱元件

100、200、300、400、500、700．．．散熱模組

110、210、310、410、510、710．．．散熱結構

112、212、312．．．散熱塊

114、214、314．．．熱管

120、220、320、420、520、720．．．導熱結構

122、222、322、422、522、622．．．導熱部

124、224、324、424、524．．．延伸部

126、226、326、426．．．第一膠層

128、228、328、428．．．第二膠層

230．．．滑動件

312a．．．第一嵌合部

312b．．．第二嵌合部

440．．．樞轉件

526、626．．．導熱層

530．．．彈片

710a．．．定位孔

750．．．殼體

752．．．定位柱

D1～D4．．．方向

P．．．凸柱

T．．．凹槽

圖1為本發明一實施例之散熱模組的剖視圖。

圖2為圖1之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。

圖3為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。

圖4為圖3之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。

圖5為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。

圖6為圖5之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。

圖7為圖6之散熱塊的立體圖。

圖8為本發明另一實施例之散熱模組的部分構件剖視圖。

圖9為圖8之導熱結構分離於散熱結構與發熱結構的示意圖。

圖10A為本發明另一實施例之散熱模組的剖視圖。

圖10B為本發明另一實施例之散熱模組的剖視圖。

圖11為圖10A的導熱部及導熱層的俯視圖。

圖12為本發明另一實施例之導熱部及導熱層的俯視圖。

圖13為本發明另一實施例的散熱模組的剖視圖。

50．．．發熱結構

52．．．電路板

54．．．發熱元件

100．．．散熱模組

110．．．散熱結構

112．．．散熱塊

114．．．熱管

120．．．導熱結構

122．．．導熱部

124．．．延伸部

126．．．第一膠層

128．．．第二膠層

D1．．．方向

Claims

一種適用於一電子裝置之散熱模組，該電子裝置包括一發熱結構，該散熱模組包括：一散熱結構；以及一導熱結構，包括：一具黏性之導熱部，膠合於該發熱結構及該散熱結構之間，其中該發熱結構產生的熱能透過該導熱部傳遞至該散熱結構；以及一延伸部，連接於該導熱部且外露於該發熱結構及該散熱結構，其中當該延伸部受力而使膠合於該發熱結構及該散熱結構間之該具黏性之導熱部產生形變時，具黏性之導熱部與該發熱結構之間的膠合力因該具黏性之導熱部形變而解除。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該發熱結構包括一電路板及一發熱元件，該發熱元件配置於該電路板上，該導熱部包括：一第一膠層，配置於該發熱元件與該導熱部之間；以及一第二膠層，配置於該散熱結構與該導熱部之間。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該散熱結構包括：一散熱塊，膠合於該導熱部；以及一熱管，配置於該散熱塊上，其中該發熱結構產生的熱能依序透過該導熱部及該散熱塊傳遞至該熱管。
如申請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中該延伸部因受力而使該具有黏性之導熱部產生沿著該第一膠層之平行方向的形變，導致該具黏性之導熱部與該發熱結構之間的膠合力解除。
如申請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中該延伸部因受力而使該具有黏性之導熱部產生沿著該第二膠層之平行方向的形變，導致該具黏性之導熱部與該散熱結構之間的膠合力解除，而該具黏性之導熱部與該發熱結構及該散熱結構之間的膠合力同時解除。
如申請專利範圍第3項所述之散熱模組，更包括一滑動件，滑設於該熱管且連接該延伸部，其中該滑動件沿該熱管滑動而帶動該延伸部移動。
如申請專利範圍第3項所述之散熱模組，其中該散熱塊包括：一第一嵌合部，膠合於該導熱部；以及一第二嵌合部，連接於該延伸部且嵌合於該第一嵌合部，其中該第二嵌合部受力後能帶動該延伸部移動。
如申請專利範圍第7項所述之散熱模組，其中該第一嵌合部具有至少一凸柱，該第二嵌合部具有至少一凹槽，該凸柱適於嵌入該凹槽。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包括一樞轉件，樞接於該散熱結構且連接該延伸部，其中該樞轉件相對該散熱結構樞轉而帶動該延伸部。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該發熱結構包括一電路板及一發熱元件，該發熱元件配置於該電路板上，且該導熱結構更包括一導熱層，配置於該發熱元件與該散熱結構之間。
如申請專利範圍第10項所述之散熱模組，其中該導熱層為一導熱膠且該導熱層的熱傳遞速度大於該導熱部。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該導熱結構更包含一彈片，配置於該導熱部與該散熱結構之間。
如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該電子裝置包含一殼體且該殼體包含一定位柱。
如申請專利範圍第13項所述之散熱模組，其中該散熱結構包含一定位孔且該定位孔被該定位柱所穿過用以固定該散熱結構的位置。