TWI524172B - 散熱模組及其製造方法 - Google Patents

Description

散熱模組及其製造方法

本發明係關於一種散熱裝置，特別是一種具有鰭片之散熱模組。

在電腦等電子裝置內的各電子元件運作時會產生熱量，因電子元件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩定性，為了要讓電子裝置各元件的工作溫度保持在合理的範圍內，必須於會產熱的電子元件上加設一散熱器，以促進電子元件與外界環境之熱交換，達到排散電子元件熱量進而使電子裝置能正常運作之目的。

習用的散熱器以鋁擠型的最為普遍，目前傳統的鋁擠型散熱器是利用單一擠壓再加工的方法，使底座與多個鰭片之間形成無中斷之不連續面，達到一體成形，再將具有散熱鰭片的鋁擠型散熱器抵貼於電路板上之發熱元件上，例如中央處理器(CPU)、影像處理器(Image Processor)或其他晶片。這種散熱方式，由於底座與多個鰭片為一體成形之設計，因此兩者間無接觸熱阻抗存在，使熱傳效率佳。然而，鋁擠成型因受限於模具製作和成型技術，使得各鰭片之間距與鰭片高度之寬高比，形成一定的上限，以致於鰭片密度無法再提高，進而造成散熱面積的擴充受到侷限以及影響散熱效率等問題。

因上述習用鋁擠型散熱器的散熱面積的擴充受到侷限，且能增加的散熱面積有限，如要增加散熱面積，需 應用各種接合作業，例如：鉚接、或焊接等方式，將接合式鰭片接合於底座，但若加工不良導致接合不緊密，會導致接觸熱阻抗提高，使得熱傳效率下降，再者，加工製作時間耗時，且導致成本增加等問題。

鑒於以上的問題，本發明提供一種散熱模組，藉以解決習用鋁擠型散熱器，因受限於模具製作和成型技術，以致於鰭片密度無法再提高，使散熱面積的擴充受到侷限等問題，以及如要增加散熱面積，將接合式鰭片接合於底座，但若加工不良導致接合不緊密，會導致接觸熱阻抗提高，使得熱傳效率下降，且加工製作時間耗時，導致成本增加等問題。

本發明提供一種散熱模組，包括有第一本體以及結合於第一本體上的第二本體。第一本體包含複數個第一鰭片，第二本體包含複數個第二鰭片，且各個第二鰭片之一端與各個第一鰭片之一端相互結合，並且交錯排列，其中，各個第一鰭片與各個第二鰭片上分別設置有複數個凸肋，各個凸肋間隔排列於第一鰭片與第二鰭片表面，並且於第一鰭片與第二鰭片之間形成緊配合的凹凸結構。

本發明亦提供一種散熱模組的製造方法，包括下列步驟：提供包含有複數個第一鰭片的一第一本體，且各個第一鰭片上間隔設置有複數個凸肋；提供包含有複數個第二鰭片的一第二本體，且各個第二鰭片上間隔設置有複數個凸肋；結合第一本體與第二本體，並且以交錯排列的方式將複數個第二鰭片之一端嵌入於複數個第一鰭片之間，使複數個第二鰭片與複數個第一鰭片部分重疊，其中第二鰭片之複數個凸肋對應嵌入於第一鰭片之複數個凸肋之間，並且於第一鰭片與第二鰭片之間形成緊配合的凹凸結構。

本發明之功效在於，散熱模組之二本體係利用鰭 片表面具有多個凸肋的設計，來大幅地增加散熱總面積，並且同時利用凸肋相互交錯排列所構成相互配合的凹凸結構，使二本體以緊配合的方式結合為一整體，以增加傳熱面積，達到提升熱傳導效率的功效。此外，可於各鰭片結合端上額外設置一斜面，使第一鰭片與第二鰭片之斜面相互結合形成一導風結構，其可導引氣流使冷熱氣流交換更加順暢，進而大幅地提升散熱效率。

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。

100‧‧‧散熱模組

110‧‧‧第一本體

111‧‧‧第一鰭片

112‧‧‧凸肋

113‧‧‧斜面

114‧‧‧第一底板

115‧‧‧第一側板

120‧‧‧第二本體

121‧‧‧第二鰭片

122‧‧‧凸肋

123‧‧‧斜面

124‧‧‧第二底板

125‧‧‧第二側板

130‧‧‧鎖固件

第1圖為本發明第一實施例之散熱模組的分解示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之散熱模組的組合示意圖。

第3圖為本發明第一實施例之散熱模組的俯視示意圖。

第4圖為本發明第一實施例之散熱模組的局部放大示意圖。

第5圖為本發明第二實施例之散熱模組的分解示意圖。

第6圖為本發明第二實施例之散熱模組的組合示意圖。

第7圖為本發明第一實施例之散熱模組的製造流程圖。

第8圖為本發明第二實施例之散熱模組的製造流程圖。

本發明以下所揭露二實施例之散熱模組100係以鋁擠型散熱器做為實施例的說明，但並不以本實施例所揭露的型態為限，熟悉此項技術者，可根據實際設計需求或是使用需求而對應改變本發明的散熱模組100的外觀型態。

請參照第1圖至第3圖所示之第一實施例之散熱模組的分解示意圖與組合示意圖。本實施例之散熱模組100包括一第一本體110與一第二本體120，其材質可以為鋁(Aluminum)或鋁合金(Aluminum Alloy)等材料，因此有利於施 以擠壓製程以及具有良好散熱性及導熱性。同時參照第7圖所示之第一實施例之散熱模組的製造流程圖。步驟S101，提供一第一本體；步驟S102，提供一第二本體，如圖1所示，其中第一本體110包含一體成型的複數個第一鰭片111，且複數個第一鰭片111係間隔設置，使相鄰的第一鰭片111之間形成一間隙；第二本體120包含一體成型的複數個第二鰭片121，且複數個第二鰭片121係間隔設置，使相鄰的第二鰭片121之間亦形成一間隙。

其中，本實施例之各個第一鰭片111上設置有複數個凸肋112及一斜面113，同樣地，各個第二鰭片121亦設置有複數個凸肋122及一斜面123，其中凸肋112、122的形狀呈現一長條形，但並不以本發明所揭露的實施例為限。且各個凸肋112、122係分別於第一鰭片111與第二鰭片121的相對二側面間隔設置，並且橫向排列於這些第一鰭片111與這些第二鰭片121的表面上，也就是沿著第一鰭片111與第二鰭片121的長邊方向間隔排列，藉以大幅地增加散熱模組100與周圍空氣接觸的總面積，達到好的散熱效果。斜面113、123分別設置於第一鰭片111與第二鰭片121相互結合之一端，且第一鰭片111之斜面113與第二鰭片121之斜面123的傾斜方向係互為相反方向，其中當第一鰭片111與第二鰭片121相互結合時，第一鰭片111的斜面113朝向第二鰭片121傾斜，且第二鰭片121的斜面123朝向第一鰭片111傾斜，使第一鰭片111的斜面113與第二鰭片121的斜面123在散熱模組100上概略形成三角形結構。

值得說明的是，本發明所揭露之散熱器100所使用的材質並不侷限於鋁或鋁合金材料，熟悉此項技術的人員可以根據實際需求而採用適當的材質製作散熱模組100。

此外，本實施例之第一本體110更具有一第一底板114，第二本體120更具有一第二底板124，其中第一底板 114分別連接於多個第一鰭片111之一側邊，而第二底板124分別連接於多個第二鰭片121之一側邊，使多個第一鰭片111與多個第二鰭片121能分別形成一鰭片組。

進一步地說明散熱模組100的詳細結構與製造方法：步驟S103，結合第一本體110與第二本體120，將多個第二鰭片121之一端沿著縱向方向嵌入於相鄰的第一鰭片111之間的間隙內，使多個第二鰭片121與多個第一鰭片111交錯排列，並且使兩者間的部分面積能夠相互重疊，其中第二鰭片121表面上的縱向凸肋122對應嵌入於多個第一鰭片111表面上的縱向凸肋112之間的間隙內，並透過第一鰭片111的凸肋112與第二鰭片121的凸肋122所構成的相互配合的凹凸結構，令多個第一鰭片111與多個第二鰭片121之間以緊配合的方式結合為一整體，使第一鰭片111與第二鰭片121相互結合的一端可以緊密貼合，進而形成具有較大截面積的導熱結構，使散熱模組100的傳熱面積增加，而具有良好的熱傳導能力，達到提升熱傳導效率的功效，如第3圖所示。

請參照第4圖所示之第一實施例之散熱模組的局部示意圖。值得一提的是，當結合第一本體110與第二本體120時，設置於各個第一鰭片111前端的斜面113與設置於各個第二鰭片121前端的斜面123也相互重疊，並且於中間結合處形成一導風結構，其結構形狀可以是但不侷限於三角形、梯形或弧形。同時，第一本體110與第二本體120底部的第一底板114與第二底板124也藉由結合而相互靠攏，並且對齊，使第一底板114與第二底板124相互靠齊而形成一共平面，藉此讓散熱模組100能透過共平面平整地貼合於發熱元件，並透過第一底板114與第二底板124來傳遞熱能至上方的第一鰭片111與第二鰭片121，並且，透過斜面113、123形成的導風結構來導引氣流，使冷熱氣流交換更加順暢，透過上述二者相互搭配，可讓熱能更迅速的傳遞至外界環 境，進而大幅地提升散熱效率。

為了進一步提升散熱模組100的散熱能力，本實施例之第一本體110更具有一第一側板115，第二本體120更具有一第二側板125，其中第一側板115分別連接於第一本體110的多個第一鰭片111之另一端透過第一側板115相互連接，而第二本體120的多個第二鰭片121之另一端透過第二側板125相互連接，使熱源能透過第一側板115與第二側板125平均地傳導至多個第一鰭片111與多個第二鰭片121上，以達到分散熱源並快速散熱的功效。

此外，為了增加第一本體110與第二本體120結合時的緊密性，本實施例之散熱模組100更包括有一鎖固件130，並且分別於各個第一鰭片111與各個第二鰭片121相互結合之一端上，形成一開孔。鎖固件130可以是但並不侷限於鉚釘或者是具有一螺柱與一螺帽的螺栓，在本實施例中是以螺栓作為舉例說明，但並不以此為限。基於上述結構，在本實施例的散熱模組100的製造過程中，可再增加一步驟S104，將螺柱一端沿著開孔貫穿多個第二鰭片121與多個第一鰭片111，以串接起各個鰭片，而螺柱的另一端抵靠於第二本體120最外側的第二鰭片121，接著，再以螺帽鎖固於螺栓穿過鰭片的一端，並且抵靠於第一本體110最外側的第一鰭片111，使第一本體110與第二本體120被夾制固定在螺帽與螺柱之間。

因此，散熱模組100可透過螺帽相對於螺柱的旋轉，來增加各個第一鰭片111與各個第二鰭片121之間的緊配度，使第一本體110與第二本體120更加的緊密結合，藉以提升散熱模組100的熱傳導效能。

本實施例中，二本體利用鰭片表面具有多個凸肋的結構設計來增加鰭片的總表面積，除了可大幅地增加散熱總面積外，同時還可利用凸肋之間交錯排列所構成的相互配 合的凹凸結構，使二本體可以緊配合的方式結合為一整體，使散熱模組上形成具有較大截面積的導熱結構，以達到提升熱傳導效率的功效。此外，二斜面相互結合形成的導風結構，可導引氣流在凸肋之間的縫隙內充分的接觸於鰭片表面，使冷熱氣流交換更加順暢，進而大幅地提升散熱效率。

請參照第5圖至第6圖所示，本發明之第二實施例所揭露之散熱模組100的整體結構與上述第一實施例的散熱模組的結構相似，因此以下內容僅針對兩者間之差異處進行詳細說明。

本發明第二實施例所揭露之散熱模組100包括第一本體110與第二本體120，第一本體110包含一體成型的一第一底板114與複數個第一鰭片111，複數個第一鰭片111間隔設置於一第一底板114上，使相鄰的第一鰭片111之間形成一間隙；第二本體120包含一體成型的第二底板124與複數個第二鰭片121，複數個第二鰭片121間隔設置於第二底板124上，使相鄰的第二鰭片121之間亦形成一間隙。其中，各個第一鰭片111與各個第二鰭片121上分別設置有複數個凸肋112、122，各個凸肋112、122係分別於第一鰭片111與第二鰭片121的相對二側面間隔設置，並且縱向排列於這些第一鰭片111與這些第二鰭片121的表面上，也就是沿著第一鰭片111與第二鰭片121的短邊方向間隔排列於這些第一鰭片111與這些第二鰭片121的表面上，藉以大幅地增加散熱模組100與周圍空氣接觸的總面積，達到好的散熱效果。

請參照第5圖、第6圖和第8圖，第8圖所示為本發明第二實施例之散熱模組的製造流程圖。於步驟S201，提供一第一本體；步驟S202，提供一第二本體；步驟S203，結合第一本體110與第二本體120，將多個第二鰭片121之一端沿著橫向方向嵌入於多個第一鰭片111之間的間隙內，使多個第二鰭片121與多個第一鰭片111交錯排列，並且使第 二鰭片121與第一鰭片111的部分面積能夠相互重疊，其中第二鰭片121以表面上的橫向凸肋122對應嵌入於第一鰭片111表面上的橫向凸肋112之間的間隙內，並透過橫向凸肋112、122所構成相互配合的凹凸結構，令多個第一鰭片111與多個第二鰭片121之間以緊配合的方式結合為一整體，使第一鰭片111與第二鰭片121能以大面積相互貼合，使散熱模組100的傳熱面積增加，而具有良好的熱傳導能力，達到提升熱傳導效率的功效。

同樣地，為了增加第一本體110與第二本體120與結合時的緊密性，在本實施例的散熱模組的製造過程中，可增加一步驟S204：將螺柱一端沿著開孔貫穿多個第二鰭片121與多個第一鰭片111，以串接起各個鰭片，而螺柱的另一端抵靠於第二本體120最外側的第二鰭片121，接著，再以螺帽鎖固於螺栓穿過鰭片的一端，並且抵靠於第一本體110最外側的第一鰭片111，使第一本體110與第二本體120被夾制固定在螺帽與螺柱之間。

因此，散熱模組100可透過螺帽相對於螺柱的旋轉，來增加各個第一鰭片111與各個第二鰭片121之間的緊配度，使第一本體110與第二本體120更加的緊密結合，藉以提升散熱模組100的熱傳導效能。

由上述本發明之各實施例說明可清楚得知，本發明之散熱模組，透過第一本體的各個第一鰭片與第二本體的各個第二鰭片上分別具有多個凸肋之技術手段，可解決習用鋁擠散熱器因受限於模具製作和成型技術，所導致鰭片密度無法再提高與散熱面積的擴充受到侷限等問題，以及習用鋁擠散熱器中如要增加散熱面積，將接合式鰭片接合於底座，容易因加工不良導致接合不緊密，所導致熱阻抗提高、熱傳效率下降、加工製作時間耗時以及成本增加等問題。

與現有技術相較之下，本發明之散熱模組不僅利 用鰭片表面具有多個凸肋的設計，來大幅地增加散熱總面積，同時利用凸肋相互交錯排列所構成相互配合的凹凸結構，使二本體以緊配合的方式結合為一整體，以增加傳熱面積，並且使鰭片的密度增加，進而達到提升熱傳導效率的功效。此外，二斜面相互結合形成的導風結構，可導引氣流使冷熱氣流交換更加順暢，進而大幅地提升散熱效率。另外，再藉由增加鎖固件來提升各個鰭片相互卡合時的緊配度，使二本體更加的緊密結合，藉以更進一步地提升散熱模組的熱傳導效能，因此相較於習知技術，本發明的散熱模組具有較佳的熱傳導力與高散熱性。

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準。

100‧‧‧散熱模組

110‧‧‧第一本體

111‧‧‧第一鰭片

112‧‧‧凸肋

113‧‧‧斜面

114‧‧‧第一底板

115‧‧‧第一側板

120‧‧‧第二本體

121‧‧‧第二鰭片

122‧‧‧凸肋

123‧‧‧斜面

124‧‧‧第二底板

125‧‧‧第二側板

130‧‧‧鎖固件

Claims (12)

1. 一種散熱模組，包括有：一第一本體，包含複數個第一鰭片，該複數個第一鰭片係間隔設置，使相鄰的該複數個第一鰭片之間形成間隙；以及一第二本體，包含複數個第二鰭片，該複數個第二鰭片係間隔設置，使相鄰的該複數個第二鰭片之間形成間隙；其中，各該第一鰭片與各該第二鰭片上分別設置有複數個凸肋，該等凸肋間隔排列於該第一鰭片與該第二鰭片表面，以交錯排列的方式將該等第二鰭片之一端嵌入於該等第一鰭片之一端間，使該等第二鰭片與該等第一鰭片部分重疊結合，其中該等第二鰭片之該等凸肋對應嵌入於該等第一鰭片之該等凸肋之間以於該第一鰭片與該第二鰭片之間形成緊配合的凹凸結構。
2. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中該第一鰭片與該第二鰭片相互結合之一端更分別具有一斜面，且該第一鰭片之該斜面與該第二鰭片之該斜面的傾斜方向相反。
3. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中更包括有一鎖固件，該鎖固件串接該等第一鰭片與該等第二鰭片相互結合之一端，並且推抵該第一鰭片緊迫於該第二鰭片。
4. 如請求項第1項所述之散熱器模組，其中該等凸肋橫向排列於該等第一鰭片與該等第二鰭片的表面，該等第一鰭片之一端與該等第二鰭片之一端沿縱向相 互嵌合。
5. 如請求項第1項所述之散熱器模組，其中該等凸肋縱向排列於該等第一鰭片與該等第二鰭片的表面，該等第一鰭片之一端與該等第二鰭片之一端沿該橫向相互嵌合。
6. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中該第一本體更具有一第一底板，連接於該等第一鰭片之一側邊，該第二本體更具有一第二底板，連接於該等第二鰭片之一側邊，該第二底板與該第一底板相互靠齊，並且形成共平面。
7. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中該第一本體更具有一第一側板，連接於該等第一鰭片之另一端，且該第二本體更具有一第二側板，連接於該等第二鰭片之另一端。
8. 一種散熱模組之製造方法，包括下列步驟：提供包含有複數個第一鰭片的一第一本體，該複數個第一鰭片係間隔設置，使相鄰的該複數個第一鰭片之間形成間隙，且各該第一鰭片上間隔設置有複數個凸肋；提供包含有複數個第二鰭片的一第二本體，該複數個第二鰭片係間隔設置，使相鄰的該複數個第二鰭片之間形成間隙，且各該第二鰭片上間隔設置有複數個凸肋；以及結合該第一本體與該第二本體，並且以交錯排列的方式將該等第二鰭片之一端嵌入於該等第一鰭片之間，使該等第二鰭片與該等第一鰭片部分重疊，其中該等第二鰭片之該等凸肋對應嵌入於該等第一鰭片之該等凸肋之一端間，並且於該等第一鰭片與該等 第二鰭片之間形成緊配合的凹凸結構。
9. 如請求項第8項所述之散熱模組之製造方法，其中該等第二鰭片沿縱向方向嵌入於該等第一鰭片之間，且該等第一鰭片之該等凸肋以及該等第二鰭片之該等凸肋分別沿橫向方向排列。
10. 如請求項第8項所述之散熱模組之製造方法，其中該等第二鰭片沿橫向方向嵌入於該等第一鰭片之間，且該等第一鰭片之該等凸肋以及該等第二鰭片之該等凸肋分別沿縱向方向排列。
11. 如請求項第8項所述之散熱模組之製造方法，其中當該等第二鰭片之一端嵌入於該等第一鰭片之間至一預定距離時，該第一本體之一第一底板靠齊於該第二本體之一第二底板，並且與該第二底板形成共平面。
12. 如請求項第8項所述之散熱模組之製造方法，其中在結合該第一本體與該第二本體的步驟後，更包括以下步驟：以一鎖固件串接該等第一鰭片與該等第二鰭片相互重疊之一端，並且推抵該第一鰭片緊迫於該第二鰭片。