TWI454209B - 散熱模組及其組構方法 - Google Patents

Description

散熱模組及其組構方法

本發明是關於一種散熱模組，尤指一種以散熱鳍片與熱管組構而成的散熱模組。

隨著影音、無線通訊等技術不斷發展，裝設在各種界面卡上之電子元件，例如中央處理器(central processing unit, CPU)、視頻圖形陣列(video graphics array, VGA)晶片、繪圖晶片等微處理器及其周圍之記憶體，於運作時均產生大量熱量。倘若不能有效散熱，將造成界面卡在高速運作時出現不穩定的情形。因此，習用技術係在界面卡對應於電子元件之位置安裝一散熱裝置進行散熱。

傳統的散熱方式是在熱管式散熱器的下表面和熱源間塗佈一層導熱介質，由於熱管成型與散熱器下表面並非平面，因此需塗覆較多的導熱介質，以達到填縫和導熱效能，由於高導熱效能的導熱介質價格相當昂貴，因此業者的成本頗高。其次，若導熱介質塗佈的厚度過薄，也會因密合不良，無法有效熱貼合而影響其熱傳遞和導熱效能。

另有習用的散熱器揭露採用鰭片與熱管的組合，主要是令熱管之一端與電子元件相連結而構成熱傳導關係，而熱管的外管面則配置有複數散熱鰭片，俾藉由熱管的高熱傳導能力，使電子元件所產生之熱量透過熱管而被傳遞至各散熱鰭片上，以便快速地排熱和降溫。

然而，習知技術的熱管與散熱鰭片的接合形態，僅在各散熱鰭片邊緣處形成ㄧ凹槽，供熱管放置，因此熱管並非緊密與各散熱鰭片接觸，造成熱管與散熱鰭片之間的熱阻過高，因而無法有效利用各散熱鰭片來幫助熱管進行散熱。

鑒於以上的問題，本發明提供一種散熱模組及其組構方法，藉以解決先前技術因熱管與散熱鰭片之間的熱阻過高，而無法有效利用各散熱鰭片來幫助熱管進行快速散熱的問題。

為了達到上述目的，本發明所揭露之散熱模組包含一導熱管、複數個散熱鰭片以及複數個壓抵夾片。每一散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，各散熱鰭片具有一開孔及一延伸部，開孔用以容置導熱管，延伸部自開孔的周緣延伸設置，且延伸部貼合於導熱管的外管面。每一壓抵夾片交錯設置於該等散熱鰭片間，各壓抵夾片具有一通孔，此ㄧ通孔與該開孔相對，且通孔用以容置導熱管。其中，每一壓抵夾片抵壓相鄰之一散熱鰭片之延伸部，令延伸部凹陷入導熱管之外管面。

為了達到上述目的，本發明另揭露一種散熱模組，其包含一導熱管、複數個散熱鰭片以及ㄧ固定件。每ㄧ散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，各散熱鰭片具有一開孔與ㄧ穿孔，開孔用以容置導熱管，相鄰之二散熱鰭片之穿孔錯位排列。固定件穿設過各散熱鰭片之穿孔，且固定件推抵至少一散熱鰭片朝向熱管外管面之方向位移，使散熱鰭片凹陷入導熱管之外管面。

此外，本發明揭露一種散熱模組的組構方法，包含下列步驟：置放ㄧ導熱管於複數個散熱鰭片之ㄧ開孔內，散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，並以一延伸部貼合於導熱管的外管面，接著設置複數個壓抵夾片於導熱管的外管面，壓抵夾片交錯設置於散熱鰭片之間，導熱管置放於複數個壓抵夾片之ㄧ通孔內。最後，施力於壓抵夾片，使每ㄧ壓抵夾片抵壓相鄰之一散熱鰭片之ㄧ延伸部，令延伸部凹陷入導熱管之外管面。

本發明另揭露一種散熱模組的組構方法，包含下列步驟：置放ㄧ導熱管於複數個散熱鰭片之ㄧ開孔內，散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，相鄰之二散熱鰭片之ㄧ穿孔設置為相互錯位，接著穿設ㄧ固定件於散熱鰭片之穿孔，固定件推抵至少一散熱鰭片朝向導熱管外管面之方向位移，使散熱鰭片凹陷入導熱管之外管面。

藉由本發明之散熱模組的每ㄧ散熱鰭片之延伸部完全貼合於導熱管的外管面，且令壓抵夾片抵壓散熱鰭片之延伸部，令延伸部部分凹陷入導熱管之外管面；或者是，由於本發明之散熱模組的相鄰散熱鰭片之穿孔設置為相互錯位關係，當固定件穿設於各散熱鰭片的穿孔，即藉由錯位穿孔對正時所產生之拉力，拉扯至少一散熱鰭片朝向導熱管外管面之方向位移，使散熱鰭片凹陷入導熱管之外管面。

上述的散熱模組結構或組構方式，可使散熱鰭片緊密地與熱管相結合，大幅降低熱管與散熱鰭片之間的熱阻，進而獲得良好的散熱效率。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參閱第1圖與第2圖，分別為本發明一實施例之散熱模組100的立體組合圖與立體分解圖。其中本發明所揭露此一實施例之散熱模組100的功能為藉由壓抵夾片160抵壓散熱鰭片140之延伸部144，令延伸部144部分凹陷入ㄧ導熱管120之外管面以對導熱管120形成夾緊力，從而增強本發明之散熱模組100的散熱效能。

第3圖所示為本發明一實施例之散熱模組100的平面示意圖，第4圖為第3圖之局部放大圖。詳細而言，本發明一實施例之散熱模組100包含一導熱管120、複數個散熱鰭片140以及複數個壓抵夾片160，每一散熱鰭片140具有一開孔146與至少ㄧ穿孔148，開孔146用以容置導熱管120，穿孔148用以插設固定件180以防止鬆脫。

本實施例之圖式所揭露的開孔146形狀是與導熱管120的外觀形狀相對應，皆為正圓形型態，但熟悉此項技術者，可依據實際使用需求，對應改變開孔146的外觀型態與設置位置，甚至是導熱管120的外觀型態，並不以本發明所揭露之實施態樣為限。

散熱鰭片140間隔設置於導熱管120的外管面，每一散熱鰭片140具有一延伸部144，係自開孔146的周緣延伸而成，延伸部144貼合於導熱管120的外管面。每一壓抵夾片160具有一通孔166與至少ㄧ穿孔168，其中通孔166與散熱鰭片140的開孔146相對，且通孔166用以容置導熱管120，壓抵夾片160交錯設置於散熱鰭片140之間，每一壓抵夾片160抵壓相鄰之一散熱鰭片140之延伸部144，令延伸部144部分凹陷入導熱管120之外管面。第4圖為第3圖之局部放大圖，能清楚顯示導熱管120之外管面因擠壓而形成之ㄧ凹陷122。

值得注意的是，本實施例所揭露之壓抵夾片160的通孔166是與導熱管120的外觀形狀相對應，皆為正圓形型態，但熟悉此項技術者，可依據實際使用需求，對應改變通孔166的外觀型態與設置位置，甚至是導熱管120的外觀型態，並不以本發明所揭露之實施態樣為限。

第5圖所示為本發明一實施例之散熱模組100的組構示意圖。其中模具座190與模具195用以固定導熱管120與固定件180，以利散熱鰭片140及壓抵夾片160設置於導熱管120的外管面。

本發明一實施例之散熱模組100除了包含複數個壓抵夾片160(如第3圖所示)，更包含ㄧ第ㄧ固定夾片161及ㄧ第二固定夾片162。第ㄧ固定夾片161與第二固定夾片162位於導熱管120兩端，壓抵夾片160位於二固定夾片161，162中間，但並不以此為限。

上述實施例之散熱模組100的組裝順序，始於將導熱管120套入第ㄧ固定夾片161，放入模具座190中固定好，繼之套入散熱鰭片140，然後放入壓抵夾片160，之後以模具195將壓抵夾片160打下套緊散熱鰭片140之延伸部144，再套入第二固定夾片162，最後以模具195壓緊所有上述組裝元件，插入固定件180完成組裝。

而散熱鰭片140及壓抵夾片160分別具有穿孔148、168，固定件180穿設過穿孔148、168，以固定散熱鰭片140及壓抵夾片160。固定夾片161、162是用以固定複數個散熱鰭片140及複數個壓抵夾片160，以防止壓抵夾片160與組裝時產生位移，甚至是脫落的情況。為了防止固定夾片161、162於鎖固時產生變形或損毀，因此其材料採用硬質合金，例如為鎢鋼、碳化鎢等。

上述實施例之散熱模組100之散熱鰭片140及壓抵夾片160之材質可為鋁、銅或塑膠，但並不以此為限。熟悉此項技術者，可根據實際使用需求而選用任何具有高導熱係數之材料製作散熱鰭片140及壓抵夾片160。

請參考第6圖並ㄧ併參考第5圖。第6圖所示為本發明一實施例之散熱模組100的組構方法，包含下列步驟：置放ㄧ導熱管120於各個散熱鰭片140之ㄧ開孔146內，散熱鰭片140間隔設置於導熱管120的外管面，並以散熱鰭片140的一延伸部144貼合於導熱管120的外管面(步驟300)，如第1圖至第4圖所示。接著，設置複數個壓抵夾片160於導熱管120的外管面，壓抵夾片160交錯設置於散熱鰭片140之間，導熱管120置放於複數個壓抵夾片160之ㄧ通孔166內(步驟310)，如第5圖所示；最後，施力於壓抵夾片160，使每ㄧ壓抵夾片160抵壓相鄰之一散熱鰭片140之ㄧ延伸部144，令延伸部144凹陷入導熱管120之外管面(步驟320)，如第4圖所示。

請參考第7圖至第10圖。第7圖與第8圖所示分別為本發明另一實施例之散熱模組200的立體分解圖與立體組合圖。第9圖與第10圖所示分別為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片240、240’之各別之三穿孔(241、242、243)、(241’、242’、243’)設置為相互錯位之分解圖與組合圖。第11圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片240、240’之相互錯位之二穿孔(241、242)、(241’、242’)分別由ㄧ固定件280穿設時所產生對正拉力之示意圖。

本發明另一實施例之散熱模組200包含一導熱管220、複數個散熱鰭片240以及ㄧ固定件280，每一散熱鰭片240具有一開孔246與一第一穿孔241、一第二穿孔242及一第三穿孔243，其中開孔246用以容置導熱管220，散熱鰭片240間隔設置於導熱管220的外管面，相鄰二散熱鰭片240、240’各別之三穿孔(241、242、243)、(241’、242’、243’)中之二穿孔(241、242)、(241’、242’)對稱設置於鄰近開孔246、246’的兩側位置且彼此形成錯位排列 。當一固定件280穿設過相鄰之二散熱鰭片240、240’之對應穿孔241、241’或242、242’，固定件280推抵至少一散熱鰭片240或240’朝向導熱管220外管面之方向位移，使散熱鰭片240或240’部分凹陷入導熱管220之外管面。

相鄰之二散熱鰭片240、240’各別之另一穿孔243、243’設置於前二穿孔(241、242)、(241’、242’)連線之ㄧ側，用以鎖固前二穿孔固定時所產生之凸起部份。

如第13圖至第14圖所示，每一散熱鰭片240更可僅開設ㄧ穿孔241，相鄰之二散熱鰭片240、240’之穿孔241、241’錯位排列。當一固定件280穿設過相鄰之二散熱鰭片240、240’之對應穿孔241、241’，固定件280推抵至少一散熱鰭片240或240’朝向導熱管220外管面之方向位移，使散熱鰭片240或240’部分凹陷入導熱管220之外管面。

請參考第15圖與第16圖。其中，本發明所揭露實施例之每一散熱鰭片240更可僅包括二穿孔241、242，二穿孔241、242對稱設置於鄰近開孔246的兩側位置，相鄰之二散熱鰭片240、240’之相對應之二穿孔(241、242)與(241’、242’)，分別錯位排列。當一固定件280穿設過相鄰之二散熱鰭片240、240’之對應穿孔241、241’或242、242’，固定件280推抵至少一散熱鰭片240或240’朝向導熱管220外管面之方向位移，使散熱鰭片240或240’部分凹陷入導熱管220之外管面。

本發明之另一實施例所揭露之散熱模組200之散熱鰭片240之材質可為鋁、銅或塑膠，但並不以此為限。熟悉此項技術者，可根據實際使用需求而選用任何具有高導熱係數之材料製作散熱鰭片240。

請參考第12圖所示為本發明另一實施例之散熱模組的組構方法，包含下列步驟：置放ㄧ導熱管220於複數個散熱鰭片240之ㄧ開孔246內，散熱鰭片240間隔設置於導熱管220的外管面，相鄰之二散熱鰭片240之ㄧ穿孔241、241’設置為相互錯位(步驟400)，如第9圖至第10圖所示。接著，穿設ㄧ固定件280於散熱鰭片240、240’之ㄧ穿孔241、241’，固定件280推抵至少一散熱鰭片240或240’朝向導熱管220外管面之方向位移，使散熱鰭片240或240’凹陷入導熱管220之外管面(步驟410)。

綜上所述，本發明所揭露之散熱模組及其組構方法不但可以令散熱鰭片的延伸部緊密地貼合於導熱管的外管面，大幅降低散熱鰭片與熱管之間的熱阻，有效增強散熱效能。

本發明之散熱模組及其組構方法更可以藉由ㄧ固定件穿過二相鄰散熱鰭片之錯位排列之穿孔時所產生對正之拉力，形成散熱鰭片對導熱管的外管面之推擠，以構成散熱鰭片與熱管之間的緊密結合關係，降低散熱鰭片與熱管之間的熱阻，進而有效增強散熱效能。

　雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為依據。

120、220．．．導熱管

122．．．凹陷

140、240、240’．．．散熱鳍片

144．．．延伸部

146、246、246’．．．開孔

148．．．散熱鳍片之穿孔

160．．．壓抵夾片

161．．．第一固定夾片

162．．．第二固定夾片

166．．．通孔

168．．．壓抵夾片之穿孔

180、280．．．固定件

190．．．模具座

195．．．模具

241、241’．．．第一穿孔

242、242’．．．第二穿孔

243、243’．．．第三穿孔

步驟300．．．置放導熱管於各個散熱鰭片之開孔內，散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，並以散熱鰭片的延伸部貼合於導熱管的外管面

步驟310．．．設置複數個壓抵夾片於導熱管的外管面，壓抵夾片交錯設置於散熱鰭片之間，導熱管置放於複數個壓抵夾片之通孔內

步驟320．．．施力於壓抵夾片，使壓抵夾片抵壓相鄰之散熱鰭片之延伸部，令延伸部凹陷入導熱管之外管面

步驟400．．．置放導熱管於複數個散熱鰭片之開孔內，散熱鰭片間隔設置於導熱管的外管面，相鄰之二散熱鰭片之穿孔設置為相互錯位

步驟410．．．穿設固定件於散熱鰭之穿孔，固定件推抵散熱鰭片朝向導熱管外管面之方向位移，使散熱鰭片凹陷入導熱管之外管面

第1圖為本發明一實施例之散熱模組的立體組合圖。

第2圖為本發明一實施例之散熱模組的立體分解圖。

第3圖為本發明一實施例之散熱模組的平面示意圖。

第4圖為第3圖之局部放大圖。

第5圖為本發明一實施例之散熱模組的組構示意圖。

第6圖為本發明一實施例之散熱模組的組構方法流程圖。

第7圖為本發明另一實施例之散熱模組的立體分解圖。

第8圖為本發明另一實施例之散熱模組的立體組合圖。

第9圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片之各別穿孔設置為相互錯位之分解示意圖。

第10圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片之各別穿孔設置為相互錯位之組合示意圖。

第11圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片之相互錯位之各別穿孔由ㄧ固定件穿設時所產生對正拉力之示意圖。

第12圖為本發明另一實施例之散熱模組的組構方法流程圖。

第13圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片各自具有一穿孔設置為相互錯位之分解示意圖。

第14圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片各自具有一穿孔設置為相互錯位之組合示意圖。

第15圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片各自具有二對稱穿孔設置為相互錯位之分解示意圖。

第16圖為本發明另一實施例之相鄰二散熱鰭片各自具有二對稱穿孔設置為相互錯位之組合示意圖。

100．．．散熱模組

120．．．導熱管

140．．．散熱鳍片

144．．．延伸部

146．．．開孔

148．．．散熱鳍片之穿孔

160．．．壓抵夾片

168．．．壓抵夾片之穿孔

180．．．固定件

Claims (6)

1. 一種散熱模組，包含：一導熱管；複數個散熱鰭片，間隔設置於該導熱管的外管面，每一該散熱鰭片具有一開孔及一延伸部，該開孔容置該導熱管，該延伸部自該開孔的周緣延伸設置，且該延伸部貼合於該導熱管的外管面；複數個壓抵夾片，係交錯設置於該等散熱鰭片間，每一該等壓抵夾片具有一通孔，該通孔與該開孔相對，該通孔用以容置該導熱管；以及一第一固定夾片及一第二固定夾片，該第一固定夾片與該第二固定夾片位於該導熱管兩端，該等壓抵夾片位於該二固定夾片中間；其中，每一該壓抵夾片抵壓該相鄰之一散熱鰭片之該延伸部，令該延伸部凹陷入該導熱管之該外管面。
2. 如請求項1所述之散熱模組，更包括有一固定件，該等散熱鰭片及該等壓抵夾片分別具有一穿孔，該固定件穿設過該等穿孔，以固定該等散熱鰭片及該等壓抵夾片。
3. 一種散熱模組，包含： 一導熱管；複數個散熱鰭片，間隔設置於該導熱管的外管面，每一該散熱鰭片具有一開孔、一第一穿孔、一第二穿孔及一第三穿孔，該三穿孔對稱設置於鄰近該開孔的位置，相鄰之該二散熱鰭片之各該穿孔分別錯位排列；以及一固定件，穿設過該等散熱鰭片之該等穿孔，該固定件推抵至少一該等散熱鰭片朝向該熱管外管面之方向位移，使該散熱鰭片凹陷入該導熱管之外管面。
4. 一種散熱模組的組構方法，包含下列步驟：置放一導熱管於一第一固定夾片之一通孔內，該第一固定夾片設置於該導熱管的外管面；置放具有該第一固定夾片之該導熱管放入一模具座中固定；置放該導熱管於複數個散熱鰭片之一開孔內，該等散熱鰭片間隔設置於該導熱管的外管面，並以一延伸部貼合於該導熱管的該外管面；設置複數個壓抵夾片於該導熱管的該外管面，該等壓抵夾片交錯設置於該等散熱鰭片之間，該導熱管置放於複數個壓抵夾片之一通孔內；以及 施力於該等壓抵夾片，使每一壓抵夾片抵壓該相鄰之一散熱鰭片之一延伸部，令該延伸部凹陷入該導熱管之該外管面。
5. 如請求項第4項所述之散熱模組的組構方法，其中於設置該等壓抵夾片於該導熱管外管面之步驟後，更包括：置放該導熱管於一第二固定夾片之一通孔內，該第二固定夾片設置於該導熱管的外管面。
6. 一種散熱模組的組構方法，包含下列步驟：置放一導熱管於複數個散熱鰭片之一開孔內，該等散熱鰭片間隔設置於該導熱管的外管面，在該每一散熱鰭片上對稱設置一第一穿孔、第二穿孔及一第三穿孔於鄰近該開孔的位置，相鄰該二散熱鰭片之各該穿孔分別錯位排列；以及穿設一固定件於該等散熱鰭片之該等穿孔，該固定件推抵至少一該等散熱鰭片朝向該導熱管外管面之方向位移，使該散熱鰭片凹陷入該導熱管之該外管面。