TWI518490B

TWI518490B - 散熱結構

Info

Publication number: TWI518490B
Application number: TW102100270A
Authority: TW
Inventors: 蔡明芳; 何清; 黃彥超; 馬震烜
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN103732038A; TW201415205A

Description

散熱結構

本案是有關一種散熱結構，且特別有關一種應用於主機板的散熱結構。

一般而言，電腦於運轉過程中，主機板上的電子元件會產生熱，例如中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)、南北橋晶片、顯示晶片、電容與電感等，若不將這些電子元件的熱量有效率地排除，輕則電腦容易發生當機的狀況，嚴重時則可能會燒毀主機板，而造成財產損失或讓使用者受到傷害。因此，設計者通常都會在電腦中設置散熱模組。

散熱模組的種類很多，一般較常見的有風扇、散熱片、熱管與水冷裝置。舉例來說，散熱片可貼附在晶片的表面上，當散熱片的溫度高於環境溫度時，便可降低晶片的溫度，此為自然對流的散熱方式。風扇與散熱片亦可一併使用，風扇設置於散熱片上，使晶片傳導至散熱片的熱可由風扇產生的風帶走，此為強制對流的散熱方式。熱管具有毛細體與水分子，當熱管的二端溫度不同時，水分子於高溫處為氣態，於低溫處為液態，低溫處的水能利用毛細體從低溫處流回高溫處，使位於高溫處的散熱片與晶片降溫。水冷裝置則是藉由流動的水帶走散熱片與晶片的熱，而達到降溫的效果。

然而，不論是上述何種散熱模組，皆是針對主機板特定的電子元件散熱，例如一個晶片貼附一個散熱片，或搭配一組散熱片與風扇的組合，無法藉由單一的散熱模組對主機板的其他電子元件(例如電容與電感)散熱。因此在主機板需安裝多個散熱模組，會耗費大量的時間與人力成本。此外，習知的散熱模組不具保護電子元件與防塵的功能，無法有效延長主機板的使用壽命。

本案之一技術態樣為一種散熱結構，其覆蓋於具有至少一介面卡插槽的電路板上。

本案所提供的散熱結構包含板體、至少一散熱片與至少一介面卡開口。板體具有相對的第一面與第二面，其中第二面朝向電路板。散熱片形成於板體的第一面。介面卡開口貫穿板體的第一面與第二面，使介面卡插槽顯露於介面卡開口中。

本案的散熱結構覆蓋於電路板上，且散熱片形成於板體，因此電路板之電子元件所產生的熱可傳導至散熱結構的散熱片。當散熱片的溫度高於環境溫度時，便可藉由自然對流來散熱。此外，散熱結構還可選擇性地包含風扇裝置、熱管與液體散熱模組，來加強散熱片的散熱效率。

另外，散熱結構的介面卡開口對齊於電路板的介面卡插槽。當散熱結構組裝於電路板上時，介面卡插槽便可顯露於介面卡開口中。如此一來，介面卡可插入介面卡開口並固定於介面卡插槽中，不會受到散熱結構之板體的阻礙。

此散熱結構可同時對電路板的多個熱源散熱，只要在板體面對電路板熱源的相反側形成散熱片便可。如此一來，可減少習知設置於電路板的散熱模組數量，因此能節省組裝的時間與人力的成本。此外，散熱結構覆蓋電路板，因此能保護電路板的電子元件，並具防塵的功能，可延長電路板的使用壽命。

以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本案部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本案第一實施方式之散熱結構100覆蓋於電路板200的立體圖。第2圖繪示第1圖之散熱結構100與電路板200的分解圖。同時參閱第1圖與第2圖，散熱結構100覆蓋於電路板200上。電路板200具有介面卡插槽210、記憶體插槽210’、複數個熱源與輸入輸出接口230。其中，介面卡插槽210可以選擇性地包含AGP插槽、PCI插槽與PCI-E插槽。熱源可以包含晶片222、224、電感(choke)226與半導體(MOS)228。輸入輸出接口 230可以包含乙太網路接口、通用串列匯流排(USB)接口、顯示輸出接口(例如HDMI、VGA等)與聲音輸出輸入接口。

散熱結構100包含板體110、散熱片122、124、126與介面卡開口130。其中，板體110具有相對的第一面112 與第二面114。第一面112背對於電路板200，第二面114朝向電路板200。

散熱片122、124、126形成於板體110的第一面112。介面卡開口130貫穿板體110的第一面112與第二面114，且介面卡開口130的位置可依照電路板200的介面卡插槽210的位置來設計。當散熱結構100組裝於電路板200上時，介面卡插槽210可顯露於介面卡開口130中。

在本實施方式中，板體110與散熱片122、124、126可以為一體成型的金屬(例如鋁、銅或鐵)元件、一體成型的散熱塑膠元件或一體成型的陶瓷元件。板體110的第二面114可鍍有絕緣層，可避免板體110接觸電路板200上的電子元件而造成短路。

此外，板體110具有穿孔116，電路板200具有對準穿孔116的螺絲孔202。穿孔116可供螺絲118穿入，且螺絲118可囓合於電路板200的螺絲孔202中，使得散熱結構100可固定於電路板200上。然而，散熱結構100固定於電路板200的方式並不以上述方式為限，舉例來說，散熱結構100亦可用卡合、貼合或焊接等方式組裝於電路板200上。

另外，散熱結構100還可包含輸入輸出接口容置部150。輸入輸出接口容置部150位於板體110的第一面112上，且具有容置空間152，可覆蓋電路板200的輸入輸出接口230。

第3圖繪示第1圖之散熱結構100與電路板200使用時的立體圖。同時參閱第2圖與第3圖，散熱結構100包含晶片鏤空部140。晶片鏤空部140可裸露出電路板200的晶片224，如第1圖所示。在本實施方式中，晶片224為中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)，而中央處理單元一般需安裝附加的散熱模組229。舉例來說，散熱模組229可具有風扇裝置225與散熱片227。在組裝散熱模組229於晶片224上時，散熱結構100的晶片鏤空部140可避免板體110阻礙散熱模組229的安裝。

散熱片122、124、126形成於板體110，電路板200上的電子元件所產生的熱可傳導至散熱結構100的散熱片122、124、126，其中散熱片於板體110的位置可依熱源的位置來設計。舉例來說，散熱片122位於晶片222(例如南橋晶片或顯示晶片)上方，因此晶片222的熱可傳導至散熱片122。又例如，散熱片124、126位於電感226與半導體228上方，因此電感226與半導體228的熱可傳導至散熱片124、126，並以自然對流的方式散熱。其中，電感226與半導體228可以為晶片224的供電模組。

此外，散熱片124、126緊鄰散熱模組229，因此風扇裝置225產生的氣流除了可經過散熱片227，還可經過散熱片124、126，使散熱片227、124、126能夠以強制對流的方式散熱。當散熱結構100組裝於電路板200上時，介面卡插槽210顯露於介面卡開口130中。

介面卡132(例如顯示卡或音效卡)可插入介面卡開口130並固定於介面卡插槽210中，記憶體132’可插入記憶體插槽210’中，均不會受到散熱結構100之板體110的阻礙。散熱結構100可同時對電路板200的多個熱源散熱，只要在板體110面對熱源的相反側形成散熱片122、124、126便可。

如此一來，可減少習知設置於電路板200上的散熱模組數量，因此能節省組裝的時間與人力的成本。此外，散熱結構100覆蓋電路板200，因此能保護電路板200的電子元件，並具防塵的功能，可延長電路板200的使用壽命。

應瞭解到，已經在上述實施方式中敘述過的元件與元件連接關係將不再重複贅述。在以下敘述中，將敘述散熱結構100還可選擇性地包含液體散熱模組、風扇裝置與熱管，使散熱片122、124、126的熱能夠更有效率地被帶走，合先敘明。

第4圖繪示根據本案第二實施方式之散熱結構100覆蓋於電路板200的立體圖。散熱結構100包含板體110、散熱片122、124、126(見第1圖)與介面卡開口130。與第1圖實施方式不同的地方在於：散熱結構100還包含液體散熱模組160。

液體散熱模組160位於板體110的第一面112上，且緊鄰於散熱片124。液體散熱模組160包含蓋板164與流道162(見第1圖)。其中，流道162形成於板體110的第一面112，可容置液體(例如水)。蓋板164可拆卸地藉由螺絲163固定於流道162上，且蓋板164具有分別連通於流道162兩端的進液口166與出液口168。

第5圖繪示第4圖之散熱結構100與電路板200使用時的立體圖。在使用時，進液口166與出液口168各連接輸液管172、174，液體可由進液口166流入流道162(見第 1圖)並由出液口168流出。如此一來，散熱片124與蓋板164下方散熱片126(見第1圖)的熱可快速地被流動的液體帶走。

第6圖繪示根據本案第三實施方式之散熱結構100覆蓋於電路板200的立體圖。散熱結構100包含板體110、散熱片122、124、126與介面卡開口130。與第1圖實施方式不同的地方在於：散熱結構100還包含風扇裝置182、184。風扇裝置182、184位於板體110的第一面112上。其中，風扇裝置182可產生氣流經過散熱片122，而風扇裝置184可產生氣流經過散熱片124、126。如此一來，散熱片122、124、126的熱可快速地被風扇裝置182、184產生的氣流帶走。

第7圖繪示根據本案第四實施方式之散熱結構100覆蓋於電路板200的立體圖。散熱結構100包含板體110、散熱片122、124、126與介面卡開口130。與第1圖實施方式不同的地方在於：散熱結構100還包含熱管190。

熱管190位於板體110的第一面112上，且熱管190的兩端192、194分別連接於散熱片122、124。熱管190具有毛細體與水分子，當熱管190的兩端192、194溫度不同時，水分子於高溫處為氣態，於低溫處為液態，低溫處的水能利用毛細體從低溫處流回高溫處，使位於高溫處的散熱片降溫。

第8圖繪示根據本案第五實施方式之散熱結構100覆蓋於電路板200的立體圖。散熱結構100包含板體110、散熱片122、124、126與介面卡開口130。與第1圖實施方式不同的地方在於：板體110包含第一子板體111、第二子板體113與固定元件115。其中，固定元件115位於第一子板體111與第二子板體113之間，可讓第一子板體111與第二子板體113相互連接。

在本實施方式中，固定元件115包含連接片117與螺絲119，但不以限制本案，例如固定元件115亦可為卡勾、夾具等型式，只要第一子板體111與第二子板體113可相互連接與分離便可。此外，板體110的子板體數量可依設計者需求而定，並不以兩者為限。

本案之散熱結構覆蓋於電路板上，且散熱片形成於板體，因此電路板之電子元件所產生的熱可傳導至散熱結構的散熱片。當散熱片的溫度高於環境溫度時，便可藉由自然對流來散熱。又因散熱結構的介面卡開口的位置依照電路板的介面卡插槽的位置來設計。當散熱結構組裝於電路板上時，介面卡插槽便可顯露於介面卡開口中，使介面卡可插入介面卡開口並固定於介面卡插槽中，不會受到散熱結構之板體的阻礙。

另外，本案之散熱結構可選擇性地包含風扇裝置、熱管與液體散熱模組，來加強散熱片的散熱效率，又可同時對電路板的多個熱源散熱，可減少習知設置於電路板上的散熱模組數量，因此能節省組裝的時間與人力的成本。

此外，因為本案之散熱結構覆蓋電路板，因此能保護電路板的電子元件，並具防塵的功能，可延長電路板的使用壽命。

雖然本案已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧散熱結構

110‧‧‧板體

111‧‧‧第一子板體

112‧‧‧第一面

113‧‧‧第二子板體

114‧‧‧第二面

115‧‧‧固定元件

116‧‧‧穿孔

117‧‧‧連接片

118‧‧‧螺絲

119‧‧‧螺絲

122‧‧‧散熱片

124‧‧‧散熱片

126‧‧‧散熱片

130‧‧‧介面卡開口

132‧‧‧介面卡

132’‧‧‧記憶體

140‧‧‧晶片鏤空部

150‧‧‧輸入輸出接口容置部

152‧‧‧容置空間

160‧‧‧液體散熱模組

162‧‧‧流道

163‧‧‧螺絲

164‧‧‧蓋板

166‧‧‧進液口

168‧‧‧出液口

172‧‧‧輸液管

174‧‧‧輸液管

182‧‧‧風扇裝置

184‧‧‧風扇裝置

190‧‧‧熱管

192‧‧‧一端

194‧‧‧一端

200‧‧‧電路板

202‧‧‧螺絲孔

210‧‧‧介面卡插槽

210’‧‧‧記憶體插槽

222‧‧‧晶片

224‧‧‧晶片

225‧‧‧風扇裝置

226‧‧‧電感

227‧‧‧散熱片

228‧‧‧半導體

229‧‧‧散熱模組

230‧‧‧輸入輸出接口

第1圖繪示根據本案第一實施方式之散熱結構覆蓋於電路板的立體圖。

第2圖繪示第1圖之散熱結構與電路板的分解圖。

第3圖繪示第1圖之散熱結構與電路板使用時的立體圖。

第4圖繪示根據本案第二實施方式之散熱結構覆蓋於電路板的立體圖。

第5圖繪示第4圖之散熱結構與電路板使用時的立體圖。

第6圖繪示根據本案第三實施方式之散熱結構覆蓋於電路板的立體圖。

第7圖繪示根據本案第四實施方式之散熱結構覆蓋於電路板的立體圖。

第8圖繪示根據本案第五實施方式之散熱結構覆蓋於電路板的立體圖。