TWI429385B - 散熱裝置 - Google Patents

Description

散熱裝置

本發明係涉及一種散熱裝置，尤係涉及一種用於對電子元件散熱之散熱裝置。

隨著電子產業之快速發展，電子元件(如中央處理器)之高速、高頻以及集成化使其發熱量劇增，為了在有限之空間內高效地帶走電子元件所產生之熱量，業界通常係在電子元件上加裝一散熱裝置。

該散熱裝置通常包括一輻射狀之散熱鰭片組及與該散熱鰭片組結合之一熱管，該熱管具有一弧形之冷凝段，該散熱鰭片組由複數散熱鰭片堆疊而成，每一散熱鰭片上設有供熱管之冷凝段穿設之一穿孔，為了增加熱管與散熱鰭片之接觸面積及結合之穩固度，每一散熱鰭片上還於該穿孔之周緣向外凸設一凸緣，該凸緣為等高之圓環狀。

然而，上述散熱裝置中，由於熱管之冷凝段為弧形，該散熱鰭片上之穿孔必須擴大，以保證熱管不受凸緣之阻擋順利地穿過穿孔，但這亦導致了熱管與凸緣之間形成間隙，從而使其接觸不夠緊密，不利於熱量傳遞。

有鑒於此，有必要提供一種熱管與散熱器緊密結合之散熱裝置。

一種散熱裝置，包括散熱器及與所述散熱器結合之熱管，所述熱管包括蒸發段及冷凝段，所述散熱器由複數鰭片堆疊排列而成環狀，每一鰭片上設有收容孔，並於所述收容孔之周緣處向外延伸形成凸緣，所述凸緣遠離散熱器中心之外側之高度大於靠近散熱器中心之內側之高度，所述冷凝段為弧形，其穿設於鰭片之收容孔內，並與凸緣貼合。

一種散熱裝置，包括散熱器及至少兩熱管，該散熱器包括多個鰭片，每一鰭片上設有收容孔，該收容孔之周緣向外凸出形成凸緣，該多個鰭片排列成環狀，每一熱管包括蒸發段、由蒸發段向上延伸形成之連接段及由連接段彎曲延伸形成呈半圓形之冷凝段，該兩熱管之兩個冷凝段共同排列成整體之圓形並穿設在該多個鰭片之收容孔內，每一鰭片之凸緣遠離散熱器中心之外側之高度大於該凸緣靠近散熱器中心之內側之高度，使熱管之冷凝段穿設於收容孔之過程中避免與凸緣干涉。

上述散熱裝置中，所述鰭片之凸緣遠離散熱器中心之外側之高度大於靠近散熱器中心之內側之高度，故，當所述熱管之弧形之冷凝段穿過收容孔時，不僅可保證熱管之冷凝段不受凸緣之阻擋順利地穿過收容孔，同時亦可減小熱管之冷凝段與凸緣間之間隙，避免熱管與凸緣產生干涉，從而使其接觸更為緊密，減小焊接熱組，提高熱傳效率。

10‧‧‧基板

20‧‧‧熱管組合

21‧‧‧第一熱管

23‧‧‧第二熱管

30‧‧‧散熱器

31‧‧‧第一鰭片組

33‧‧‧第二鰭片組

39‧‧‧收容空間

40‧‧‧導熱柱

50‧‧‧風扇

211、231‧‧‧蒸發段

212、232‧‧‧冷凝段

213、233‧‧‧連接段

311‧‧‧第一鰭片

312、332‧‧‧氣流通道

313、333‧‧‧本體

314、334‧‧‧延伸部

315、335‧‧‧第一收容孔

316、336‧‧‧第二收容孔

317、337‧‧‧第一凸緣

318、338‧‧‧斜線

319、339‧‧‧第二凸緣

321、341‧‧‧內折邊

322‧‧‧下折邊

323、343‧‧‧凸起

324、344‧‧‧定位孔

325、345‧‧‧第一收容槽

326、346‧‧‧第二收容槽

327、347‧‧‧上折邊

331‧‧‧第二鰭片

348‧‧‧缺口

349‧‧‧開口

圖1為本發明第一較佳實施例之散熱裝置之立體組裝圖。

圖2為圖1所示散熱裝置之分解圖。

圖3為圖1所示散熱裝置中第一鰭片之立體圖。

圖4為圖3所示第一鰭片靠內側部分之俯視圖。

圖5為圖1所示散熱裝置中第二鰭片之立體圖。

圖6為圖5所示第二鰭片靠內側部分之俯視圖。

圖7為圖1所示散熱裝置中組裝第一、第二熱管與第一、第二鰭片組之狀態圖。

圖8為圖1所示散熱裝置中組裝風扇之狀態圖。

圖1與圖2所示為本發明第一實施例中之散熱裝置，其用來對一發熱電子元件(圖未示)如中央處理器進行散熱。該散熱裝置包括一基板10、與該基板10結合之一熱管組合20、與該熱管組合20結合之一散熱器30、設於該散熱器30中間之一圓柱狀之導熱柱40及設於該散熱器30上之一風扇50。

該基板10為導熱性能良好之金屬板體，如銅板、鋁板等。該基板10之下表面用以與該發熱電子元件熱接觸，該基板10之上表面與該熱管組合20貼合。

該熱管組合20包括一對位於下方之第一熱管21及一對位於上方之第二熱管23。該第一熱管21及第二熱管23均彎折成立體型。

每一第一熱管21包括一蒸發段211、一冷凝段212及將該蒸發段211與冷凝段212連接之一連接段213。該蒸發段211呈平直之扁平狀，其與基板10之上表面貼合。該連接段213由該蒸發段211之一端傾斜向上即遠離該蒸發段211一體延伸形成。該冷凝段212大致 呈半圓弧形，其由該連接段213之自由端沿圓周之逆時針方向延伸形成。組合時，該對第一熱管21之兩個蒸發段211設置方向相反，且相互平行緊鄰地設於該基板10之上表面之中間，該對第一熱管21之兩個冷凝段212共同形成一整體之圓形，且其所在之平面平行於所述基板10。

每一第二熱管23具有與第一熱管21相似之結構。每一第二熱管23亦包括一蒸發段231、一冷凝段232及一連接段233。該第二熱管23與第一熱管21之不同之處在於：該第二熱管23之連接段233向外傾斜之角度大於第一熱管21之連接段213向外傾斜之角度，該第二熱管23之蒸發段231與冷凝段232間之垂直距離大於該第一熱管21之蒸發段211與冷凝段212間之垂直距離，即該第二熱管23之冷凝段232位於該第一熱管21之冷凝段212上方。組合時，該對第二熱管23之設置方式與第一熱管21之設置方式基本相同，只係第二熱管23之兩個蒸發段231分別設於第一熱管21之蒸發段211之兩側，從而使第一熱管21被包圍於第二熱管23內。該對第二熱管23之兩個冷凝段232共同形成一整體之圓形，且其所在之平面平行於所述基板10。

該散熱器30呈環狀，其包括一對第一鰭片組31及一對第二鰭片組33。

每一第一鰭片組31呈扇形，其由複數第一鰭片311堆疊排列而成，請再參照圖3，該等第一鰭片311均成片狀，每一第一鰭片311包括一本體313及一延伸部314。該本體313大致呈方形，其上設有貫穿該本體313之一第一收容孔315及一第二收容孔316，該第一、第二收容孔315、316均為圓形。該第一收容孔315設於該本 體313中間，該本體313位於第一收容孔315之周緣處垂直向外凸設一第一凸緣317，該第一凸緣317為環狀，沿圓周方向該第一凸緣317凸出本體313之高度不等，請參照圖4，該第一凸緣317遠離散熱器30中心之外側之高度大於第一凸緣317靠近散熱器30中心之內側之高度，在本實施例中，該第一凸緣317之頂端各點之連線構成一斜線318。該第二收容孔316設於該本體313與延伸部314之結合處，並位於該第一收容孔315之外側斜上方，該本體313位於第二收容孔316之周緣處垂直向外凸設一第二凸緣319，該第二凸緣319之結構與該第一凸緣317之結構相同。該本體313之內側及底部位於外側處分別設有一內折邊321及一下折邊322，該內折邊321與下折邊322均由該本體313垂直向外延伸形成。該本體313靠近內側之中間位置即位於內折邊321旁設有一凸起323，該凸起323之外徑隨著其高度之增加而減小，該凸起323由該本體313向外凸出形成，該本體313上還設有穿設該凸起323之一定位孔324，該定位孔324形狀與該凸起323之形狀相匹配。為了確保在組裝時，該凸起323與定位孔324能夠較穩固地配合，更好地避免第一鰭片組31之內折邊321相互疊起，該凸起323之數量最好為一至三個，且間隔排列於內折邊321旁3~5mm處，該定位孔324之孔徑最好為1~3mm。

該延伸部314之寬度小於該本體313之寬度，其由該本體313之頂部位於外側處向上一體延伸形成。該延伸部314之頂端設有一上折邊327，該上折邊327與該本體313之下折邊322對應，以用來將各第一鰭片311結合並間隔開。

組裝該第一鰭片組31時，各第一鰭片311相互堆疊排列，每一第 一鰭片311之內折邊321、下折邊322、上折邊327均抵靠相鄰之另一第一鰭片311，每一第一鰭片311之第一凸緣317、第二凸緣319亦抵靠相鄰之另一第一鰭片311，每一第一鰭片311之凸起323插設於相鄰之另一第一鰭片311之定位孔324內。此時，每相鄰之兩第一鰭片311間形成一氣流通道312，每一第一鰭片311上之第一收容孔315共同形成該第一鰭片組31之第一收容槽325，每一第一鰭片311上之第二收容孔316共同形成該第一鰭片組31之第二收容槽326，該第一、第二收容槽325、326均成弧形，以用來分別收容該第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232。

請同時參照圖2與圖5，每一第二鰭片組33具有與第一鰭片組31相似之結構。每一第二鰭片組33由複數第二鰭片331堆疊排列而成，每相鄰之兩第二鰭片331間形成一氣流通道332。每一第二鰭片331包括一本體333及一延伸部334，每一第二鰭片331之延伸部334與第一鰭片311之延伸部314之結構相同，其具有一上折邊347。每一第二鰭片331之本體333之內側設有一內折邊341，該本體333靠近該內折邊337處設有一凸起343及一定位孔344，每一第二鰭片331之本體333與第一鰭片311之本體313之不同之處在於：每一第二鰭片331之本體333大致呈三角形狀，該三角形之兩直角邊分別位於第二鰭片331之頂端與內側，從而於第二鰭片331之外側下方形成一缺口348。每一第二鰭片331之本體333上設有一第一收容孔335及一第二收容孔336，該第一、第二收容孔335、336均為半圓形，且與缺口348連通。該本體333位於第一收容孔335之周緣處垂直向外凸設一第一凸緣337，該第一凸緣337為半圓形，沿圓周方向該第一凸緣337凸出本體333之高度不等，請參照圖6，該第一凸緣337遠離散熱器30中心之外側之高度大於第一凸緣 337靠近散熱器30中心之內側之高度，在本實施例中，該第一凸緣337之頂端各點之連線構成一斜線338。該本體333位於第二收容孔336之周緣處垂直向外凸設一第二凸緣339，該第二凸緣339之結構與該第一凸緣337之結構相同。

組裝該第二鰭片組33時，各第二鰭片331相互堆疊排列，每一第二鰭片331之內折邊341、上折邊347均抵靠相鄰之另一第二鰭片331，每一第二鰭片331之第一凸緣337、第二凸緣339亦抵靠相鄰之另一第二鰭片331，每一第二鰭片331之凸起343插設於相鄰之另一第二鰭片331之定位孔344內。此時，每一第二鰭片331之本體333上之缺口348共同形成該第二鰭片組33之本體333上之開口349，每一第二鰭片331上之第一收容孔335共同形成該第二鰭片組33之第一收容槽345，每一第二鰭片331上之第二收容孔336共同形成該第二鰭片組33之第二收容槽346，該第一、第二收容槽345、346均成弧形，其分別與第一鰭片組31上之第一、第二收容槽325、326對應，以用來分別收容該第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232，該第一、第二收容槽345、346之底部均與該開口349連通，以便於組裝時第一、第二熱管21、23由該開口349進入第一、第二收容槽345、346。

請同時參照圖7與圖8，組裝該散熱裝置時，該對第一熱管21之冷凝段212分別沿相反之方向穿插並焊接於該對第一鰭片組31之第一收容槽325內，並與第一鰭片組31之第一凸緣317貼合，該對第二熱管23之冷凝段232分別沿相反之方向穿插並焊接於該對第一鰭片組31之第二收容槽326內，並與第一鰭片組31之第二凸緣319貼合，其中第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232之兩端部凸 伸出第一鰭片組31外。將第一鰭片組31及第一、第二熱管21、23置於基板10上，並將每一第一、第二熱管21、23之蒸發段211、231(請參照圖1)焊接於該基板10上，其中第一熱管21之蒸發段211位於第二熱管23之蒸發段231之間，每一第一熱管21之冷凝段212與另一第一熱管21之冷凝段212位於同一水平面內，每一第二熱管23之冷凝段232與另一第二熱管23之冷凝段232亦位於同一水平面內，所述第一鰭片組31相對設置，且間隔一定距離。所述第二鰭片組33由上而下插設於該兩個第一鰭片組31間形成之空間之內，並使第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232之兩端部由第二鰭片組33之開口349分別進入第二鰭片組33之第一、第二收容槽345、346內，且分別與第二鰭片組33之第一、第二凸緣337、339貼合，此時，所述第一、第二熱管21、22之連接段213、233均位於第二鰭片組33之開口349內；所述第一、第二鰭片組31、33交錯設置，並合圍形成該環狀之散熱器30。將該導熱柱40設於第一、第二鰭片組31、33之中間，使其下表面貼設於第一、第二熱管21、23之蒸發段211、231上，該導熱柱40之側表面與該第一、第二鰭片組31、33之內折邊321、341緊密貼合併焊接在一起。所述第一鰭片組31之本體313與延伸部314、第二鰭片組33之本體333與延伸部334及該導熱柱40共同於該散熱器30之頂部形成一收容空間39。將該風扇50安裝於該散熱器30之收容空間39內。

該發熱電子元件工作時，其產生之熱量傳遞至基板10上，傳遞至基板10中之一部分熱量直接傳遞至散熱器30上，另一部分熱量藉由散熱器30中間之導熱柱40傳遞至散熱器30上，還有一部分熱量由第一、第二熱管21、23之蒸發段211、231吸收，藉由其連接段213、233傳遞至冷凝段212、232，再傳遞至散熱器30，傳遞至散 熱器30之熱量最終由風扇50產生之低溫氣流散發至周圍之空氣中。

上述散熱裝置中，該散熱器30由一對第一鰭片組31與一對第二鰭片組33組成，組裝該散熱裝置時，可先將該第一、第二熱管21、23穿插於第一鰭片組31內，然後再將第二鰭片組33與第一、第二熱管21、23結合，解決了多段彎折熱管難以組裝之問題，不僅便於第一、第二熱管21、23組裝，而且還可充分利用空間。另外，該第一鰭片組31之第一、第二凸緣317、319遠離散熱器30中心之外側之高度大於靠近散熱器30中心之內側之高度，該第二鰭片組33之第一、第二凸緣337、339之遠離散熱器30中心外側之高度大於靠近散熱器30中心之內側之高度，故，當第一、第二熱管21、23之弧形之冷凝段212、232分別穿過該第一、第二鰭片組31、33之第一收容孔315、335及第二收容孔316、336時，不僅可保證第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232不受第一、第二凸緣317、337、319、339之阻擋順利地穿過第一、第二收容孔315、316、335、336，同時亦可減小第一、第二熱管21、23之冷凝段212、232與第一、第二凸緣317、337、319、339間之間隙，避免第一、第二熱管21、23與第一、第二凸緣317、337、319、339產生干涉，從而使其接觸更為緊密，減小焊接熱組，提高熱傳效率。其次，該風扇50固設於該散熱器30之收容空間39內，使風扇50由散熱器30包圍，可充分利用風扇50產生之低溫氣流，以提高散熱效率。再次，所述第一、第二鰭片311、331之靠近內側處設有凸起323、343及與凸起323、343對應之定位孔324、344，當該等第一、第二鰭片311、331堆疊在一起分別形成第一、第二鰭片組31、33時，每一第一、第二鰭片311、331之凸起323、343分別插設 於相鄰之另一第一、第二鰭片311、331之定位孔324、344內，以將各第一、第二鰭片311、331定位，從而使第一、第二鰭片311、331在組裝時，可避免其內折邊321、341相互疊起，第一收容孔315、335及第二收容孔316、336相互錯位等現象發生，有利於第一、第二鰭片311、331之組裝。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

311‧‧‧第一鰭片

317‧‧‧第一凸緣

318‧‧‧斜線

323‧‧‧凸起

Claims (15)

1. 一種散熱裝置，包括散熱器及與所述散熱器結合之熱管，所述熱管包括蒸發段及冷凝段，所述散熱器由複數鰭片堆疊排列而成環狀，每一鰭片上設有收容孔，並於所述收容孔之周緣處向外延伸形成凸緣，其改良在於：所述凸緣遠離散熱器中心之外側自所述鰭片向外延伸之高度大於靠近散熱器中心之內側自所述鰭片向外延伸之高度，所述冷凝段為弧形，其穿設於鰭片之收容孔內，並與凸緣貼合。
2. 如申請專利範圍第1所述之散熱裝置，其中所述凸緣之頂端各點之連線構成斜線。
3. 如申請專利範圍第1所述之散熱裝置，其中所述散熱器包括一對第一鰭片組及一對第二鰭片組，該對第一鰭片組與該對第二鰭片組相互錯開設置，每一第一鰭片組包括複數第一鰭片，每一第二鰭片組包括複數第二鰭片，所述第一、第二鰭片共同組成所述散熱器。
4. 如申請專利範圍第3所述之散熱裝置，其中所述第一、第二鰭片組上均設有所述收容孔，並於所述收容孔之周緣均向外延伸形成凸緣，所述第二鰭片組之外側還設有開口，所述開口與第二鰭片組之收容孔連通，所述熱管之冷凝段之一部分穿插於第一鰭片組之收容孔內，所述熱管之冷凝段之另一部分由第二鰭片組之開口進入並收容於第二鰭片組之收容孔內。
5. 如申請專利範圍第3所述之散熱裝置，其中所述第一鰭片組上設有第一收容孔及第二收容孔，並於所述第一收容孔及第二收容孔之周緣分別向外延伸形成第一凸緣及第二凸緣，所述第二鰭片組上亦設有第一收容孔及第二收容孔，並於所述第一收容孔及第二收容孔之周緣亦分別向外延伸 形成第一凸緣及第二凸緣，所述第二鰭片組上之第一、第二收容孔分別與所述第一鰭片組上之第一、第二收容孔對應，所述熱管包括一對第一熱管及一對第二熱管，所述第一熱管之冷凝段收容於第一、第二鰭片組之第一收容孔內，並與第一、第二鰭片組之第一凸緣貼合，所述第二熱管之冷凝段收容於第一、第二鰭片組之第二收容孔內並與第一、第二鰭片組之第二凸緣貼合。
6. 如申請專利範圍第5所述之散熱裝置，其中所述第一熱管還包括連接所述蒸發段與所述冷凝段且向外傾斜之連接段，所述第二熱管亦還包括連接所述蒸發段與所述冷凝段且向外傾斜之連接段，所述第二熱管之連接段向外傾斜之角度大於第一熱管之連接段向外傾斜之角度，所述第二熱管之蒸發段與冷凝段間之垂直距離大於第一熱管之蒸發段與冷凝段間之垂直距離，所述第二熱管之兩個蒸發段分別設於第一熱管之蒸發段之兩側。
7. 如申請專利範圍第1所述之散熱裝置，其中所述每一鰭片靠近內側處設有凸起及與凸起對應之定位孔，所述每一鰭片上之凸起之外徑隨著其高度之增加而減小，所述每一鰭片上之凸起固設於相鄰之另一鰭片上之定位孔內，以將所述鰭片定位。
8. 如申請專利範圍第1所述之散熱裝置，其中所述每一鰭片包括本體及由本體之頂部位於外側端處向上延伸形成之延伸部，所述鰭片之本體與延伸部之間形成收容空間，所述收容空間內容設有風扇。
9. 一種散熱裝置，包括散熱器及至少兩熱管，該散熱器包括複數鰭片，每一鰭片上設有收容孔，該收容孔之周緣向外凸出形成凸緣，其改良在於：該等鰭片排列成環狀，每一熱管包括蒸發段、由蒸發段向上延伸形成之連接段及由連接段彎曲延伸形成呈半圓形之冷凝段，該兩熱管之兩個冷凝段共同排列成整體之圓形並穿設在該等鰭片之收容孔內，每一鰭片 之凸緣遠離散熱器中心之外側自所述鰭片向外延伸之高度大於該凸緣靠近散熱器中心之內側自所述鰭片向外延伸之高度，使熱管之冷凝段穿設於收容孔之過程中避免與凸緣干涉。
10. 如申請專利範圍第9所述之散熱裝置，其中所述複數鰭片包括複數第一鰭片及複數第二鰭片，該等第一鰭片排列形成兩個第一鰭片組，該等第二鰭片排列成兩個第二鰭片組，該兩個第一鰭片組與該兩個第二鰭片組沿散熱器之圓周方向相互錯開設置，每一第一鰭片上之收容孔呈圓形，每一第二鰭片上之收容孔呈半圓形。
11. 如申請專利範圍第10所述之散熱裝置，其中所述第一、第二鰭片組於所述收容孔之周緣均向外延伸形成凸緣，所述第二鰭片組之外側還設有開口，所述開口與第二鰭片組之收容孔連通，所述熱管之冷凝段之一部分穿插於第一鰭片組之收容孔內，所述熱管之冷凝段之另一部分由第二鰭片組之開口進入並收容於第二鰭片組之收容孔內。
12. 如申請專利範圍第10所述之散熱裝置，其中所述第一鰭片組上之收容孔包括第一收容孔及第二收容孔，所述第一鰭片組於所述第一收容孔及第二收容孔之周緣分別向外延伸形成第一凸緣及第二凸緣，所述第二鰭片組上之收容孔包括第一收容孔及第二收容孔，所述第二鰭片組於所述第一收容孔及第二收容孔之周緣亦分別向外延伸形成第一凸緣及第二凸緣，所述第二鰭片組上之第一、第二收容孔分別與所述第一鰭片組上之第一、第二收容孔對應，所述熱管包括一對第一熱管及一對第二熱管，所述第一熱管之冷凝段收容於第一、第二鰭片組之第一收容孔內，並與第一、第二鰭片組之第一凸緣貼合，所述第二熱管之冷凝段收容於第一、第二鰭片組之第二收容孔內並與第一、第二鰭片組之第二凸緣貼合。
13. 如申請專利範圍第9所述之散熱裝置，其中所述每一鰭片靠近內側處設有凸起及與凸起對應之定位孔，所述每一鰭片上之凸起之外徑隨著其高度 之增加而減小，所述每一鰭片上之凸起固設於相鄰之另一鰭片上之定位孔內，以將所述鰭片定位。
14. 如申請專利範圍第9所述之散熱裝置，其中所述每一鰭片包括本體及由本體之頂部位於外側端處向上延伸形成之延伸部，所述鰭片之本體與延伸部之間形成收容空間，所述收容空間內容設有風扇。
15. 如申請專利範圍第9所述之散熱裝置，其中所述凸緣之頂端各點之連線構成斜線。