TWI531303B - 散熱模組 - Google Patents

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Description

散熱模組
本發明係關於一種散熱模組，特別係關於一種熱管直接接觸於一電子元件之散熱模組。
為了使可攜式電子設備可以迅速處理各種訊號，中央處理器(Central processing unit，以下簡稱CPU)或是圖像處理器(Graphic processing unit，以下簡稱GPU)等電子元件通常被配備於其中。當CPU或GPU在電腦中高速運轉時，其自身的溫度將會升高。因此需進一步配備一散熱模組，以使CPU或GPU等電子元件可以在正常運轉溫度範圍下作動，確保其訊號處理、儲存或是傳輸的品質。
習知的散熱模組包括一均熱片、一熱管及一散熱鰭片。均熱片通常具有一較電子元件大的面積，設置於電子元件上方，且彼此之間具有一距離。熱管設置於均熱片內部，且藉由熱管均熱片得以連結散熱鰭片。均熱片吸收電子元件所發出之熱能，且熱能經由熱管傳遞至散熱鰭片。
然而，由於結構的限制，熱管無法直接接收來自電子元件的熱能，如此將導致傳統的散熱模組的散熱效率始終無法滿足現代電子元件所需的散熱需求。另一方面，由於均熱片的設置，使得傳統的散熱模組的厚度增加，更阻礙現代電子裝置朝向薄型化、輕量化的發展目標。
有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種散熱模組，其中熱管係直接吸收來自電子元件的熱能，以增加散熱效率。本發明之另一目的係致力於減少導熱模組的整體厚度，以成就末端產品薄型化的需求。本發明又一目的在於減少散熱模組所需之元件數量，以簡化生產流程以達到減輕重量，降低生產成本之目的。
為達上述目的，本發明提供一種適用於一電子元件的散熱模組，包括：一支撐結構以及一熱管。支撐結構相鄰電子元件。熱管利用焊接的方式連結於支撐結構，且熱管之底面係直接接觸於電子元件之頂面。
本發明更提供一種適用於一電子元件的散熱模組，包括：一支撐結構以及一熱管。支撐結構具有一溝槽形成於其頂面，其中溝槽之相對二側面具有一第一寬度。熱管設置於支撐結構之溝槽當中，且熱管之底面係直接接觸於電子元件之頂面，其中在溝槽之相對二側面之間，熱管具有一第二寬度，第二寬度係大於或等於第一寬度。
茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。
請參照第1-3圖。本發明之散熱模組1適用於一電子元件50，吸收電子元件50所散發之熱能，並加以散除。在一具體實施例中，電子元件50包括一基座52及一中央處理器(Central processing unit，以下簡稱CPU)54，其中基座52用於連接於電腦主機板(未圖示)，CPU 54設置於基座52之實質中央位置。
本發明之散熱模組1包括一支撐結構10、一熱管20及複數個熱沉鰭片30。支撐結構10包括二個結合部110及二個卡合部120。二個結合部110分別設置於電子元件50之基座52之相反二側，其中二個結合部110面對基座52之側面為一斜面。換言之，朝著遠離二個結合部110之頂面111之方向上(朝著第1圖圖面下方的方向上)，二個結合部110彼此之間的間距逐漸增大，以避免散熱模組1的結合部110接觸電子元件50之基座52。
藉由卡合部120，二個結合部110彼此連結，其中卡合部120連結於二個結合部110之頂面111。二個卡合部120分別具有一第一厚度T1(第3圖)。二個卡合部120之二側面121、122彼此相對，且相鄰一第一距離D1，使得一溝槽125定義於二側面121、122之間。整體觀之，二個卡合部120與二個結合部110共同圍繞出一通孔於支撐結構10之實質中央位置，其中電子元件50相對於通孔，被圍繞於二個卡合部120與二個結合部110之間。
在一具體實施例中，支撐結構10的二個結合部110及二個卡合部120係以一體成形的方式製造而成。支撐結構10可由鋁、鋁鎂合金或鑄鐵等材質所製成，較佳地，支撐結構10係由鋁所製成，以達到減輕重量的目的。
熱管20設置於支撐結構10之溝槽125當中，其中設置於溝槽125中的部分熱管20具有一厚度T2。熱管20自支撐結構10朝向遠離支撐結構10的二個方向延伸而出，且熱管20之二個末端分別設置有散熱鰭片30，用以增加散熱面積。在一具體實施例中，相對於散熱鰭片30所設置之位置，一四吋風扇(未圖示)連結於散熱鰭片30之表面，以增加散熱效率。
請同時參照第2、4、5圖，以下具體說明散熱模組1之組裝方式，以及散熱模組1連結電子元件50之方式。在一具體實施例中，熱管20係透過一錫膏(未圖示)，以焊接的方式連結於結合部110之頂面111，然焊接材料不應被限制。接著，藉由輥壓的方式，利用一滾輪(未圖示)壓迫熱管20之頂面211，使熱管20朝向二個卡合部120之相對二側面121、122擴張。在經過多次輥壓後，熱管20即緊密地卡合於二個卡合部120之相對二側面121、122之間。詳而言之，在輥壓之後，熱管20在二個側面121、122之間具有一第二寬度D2(第2圖)，其中第二寬度D2係略大於或等於溝槽125之第一寬度D1。於是，熱管20設置溝槽125內部後，熱管20即以緊配合的方式設置於支撐結構10上。
值得注意的是，當熱管20設置於支撐結構10上之後，部分熱管20之底面212係暴露於二個結合部110與二個卡合部120之間，如第5圖所示。於是，當電子元件50被設置於二個結合部110之實質中心時，CPU 54之頂面541將直接接觸熱管20之底面212。如此一來，來自CPU 54之熱能將直接地被熱管20所吸收，並快速地傳遞至位於熱管20末端之散熱鰭片30。另一方面，由於支撐結構10的二個結合部110相對之側面為一斜面，故當電子元件50被設置於二個結合部110之實質中心時，基座52不致碰觸二個結合部110。
當熱管20設置於支撐結構10上之後，熱管20之底面212較佳地係與二個卡合部120之底面124等高。但熱管20之底面212也可高於二個卡合部120之底面124，在此，CPU 54將被容納於二個卡合部120之間，亦即位於溝槽125內部，以進一步減少散熱模組1及電子元件50結合後的厚度。此外，部分CPU 54所散發之熱能亦可經由卡合部120及結合部110傳遞至熱管20。另一方面，熱管20之頂面211較佳地係與二個卡合部120之頂面123等高。因此，總地來說，二個卡合部120之厚度T1係大於或等於熱管之厚度T2。
在熱管20連結電子元件50的步驟中，一空氣層(未圖示)可能形成於熱管20與電子元件50之間，將導致熱管20與電子元件50之間的熱傳導效率降低。因此，一導熱膠(未圖示)可適當的塗佈其中，以填補兩者間的間隙，提昇熱傳導效率。然而，由於熱管20自身結構強度的限制，熱管20可能因重力而產生彎曲，使得熱管20與CPU 54之間無法緊密接合，進而影響熱傳導效率。針對上述問題，本發明於是提出以下方法：請參照第6圖，第6圖顯示本發明第二實施例之散熱模組1’，在第6圖中與第一實施例相同或相似的元件將施予相同的標號，且其特徵不再說明。相較於散熱模組1，散熱模組1’更包括二個彈片60，其中每一彈片60包括複數個穿孔61，彼此間隔設置。支撐結構10’更包括複數個鉚接點127相對於穿孔61設置於卡合部120’之頂面123’。鉚接點127設置於穿孔61之中，使彈片60貼合於卡合部120’之頂面123’。藉由彈片60自身的韌性，彈片60提供熱管20一朝向電子元件50之張力，使熱管20更緊密的連結於CPU 54。更具體而言，由於熱管20係緊密的卡設於二個卡合部120’之間，當彈片60提供一張力施予卡合部120’時，此張力將傳遞至熱管20，使其保持筆直。如此一來，熱管20與CPU 54將可緊密的接觸，以增強熱傳導效率。
本發明之散熱模組透過熱管直接地接觸電子元件的設置，電子元件所產生之熱能可以藉由更有效率的方式被帶離熱源，且熱管直接地接觸電子元件的結構特徵將有效地減少散熱模組的整體厚度(在一具體實施例中，本發明散熱模組之厚度為1.3公釐)。於是，末端產品薄型化之目的得以成就。另一方面，支撐結構創新的結構特徵，使得熱管可以穩定且牢靠地設置於電子元件上，以提昇散熱功效。
雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，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，因此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。
1、1’．．．散熱模組
10、10’．．．支撐結構
110．．．結合部
111．．．頂面
120、120’．．．卡合部
121、122．．．側面
123、123’．．．頂面
124．．．底面
125．．．溝槽
127．．．鉚接點
20．．．熱管
211．．．頂面
212．．．底面
30．．．散熱鰭片
50．．．電子元件
52．．．基座
54．．．中央處理器(CPU)
541．．．頂面
60．．．彈片
61．．．穿孔
D1．．．第一寬度
D2．．．第二寬度
T1、T2．．．厚度
第1圖顯示本發明第一實施例之散熱模組之側視圖；
第2圖顯示本發明之第一實施例之散熱模組之爆炸圖；
第3圖顯示本發明之第一實施例之散熱模組之自側面方向觀看之爆炸圖；
第4圖顯示第1圖中沿A-A截線所視之剖面圖；
第5圖顯示本發明第一實施例之散熱模組之部分元件之仰視圖；以及
第6圖顯示本發明之第二實施例之散熱模組之爆炸圖。
1．．．散熱模組
10．．．支撐結構
110．．．結合部
111．．．頂面
120．．．卡合部
121、122．．．側面
125．．．溝槽
20．．．熱管
211．．．頂面
212．．．底面
30．．．散熱鰭片
50．．．電子元件
52．．．基座
54．．．中央處理器(CPU)
541．．．頂面
D1．．．第一寬度
D2．．．第二寬度

Claims (12)

  1. 一種散熱模組，適用於一電子元件，包括：一支撐結構，相鄰該電子元件；以及一熱管，利用焊接的方式連結於該支撐結構，且該熱管之底面係直接接觸於該電子元件之頂面；其中該支撐結構包括：二個結合部，分別設置於該電子元件之二側，且該熱管設置於該二個結合部之頂面；以及二個卡合部，分別設置於該熱管之相反二側，其中該二個結合部藉由該卡合部彼此連結；其中該二個卡合部之間具有一第一寬度，且該熱管具有一第二寬度，該第二寬度係等於該第一寬度，該熱管緊密地卡合於該二個卡合部之二相對側面之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該二個卡合部之底面係與該熱管之底面等高或高於該熱管之底面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包括二個彈片設置於該二個卡合部，以提供該熱管一朝向該電子元件之推力。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中朝著遠離該熱管之方向上，該二個結合部之間距漸大。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該熱管自該支撐結構延伸而出，且該熱管之末端設置有複數個散熱鰭片。
  6. 一種散熱模組，適用於一電子元件，包括：一支撐結構，包括一溝槽形成於其頂面，其中該溝槽之相對二側面間具有一第一寬度；以及一熱管，設置於該支撐結構之該溝槽當中，且該熱管之底面係直接接觸於該電子元件之頂面，其中在該溝槽之該相對二側面之間，該熱管具有一第二寬度，該第二寬度係等於該第一寬度，該熱管緊密地卡合於該溝槽之該相對二側面之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之散熱模組，其中該支撐結構包括：二個結合部，設置於該電子元件之二側；以及二個卡合部，連結於該二個結合部之間，其中該溝槽形成於該二個卡合部之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組，其中該熱管係利用焊接的方式連結於該支撐結構之該二個結合部上。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組，其中該卡合部之底面係與該熱管之底面等高或高於該熱管之底面。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組，其中朝著遠離該熱管之方向上，該二個結合部之間距漸大。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組，更包括一彈片設置於該卡合部，以提供該熱管一朝向該電子元件之推力。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之散熱模組，其中該 熱管自該支撐結構延伸而出，且該熱管之末端設置有複數個散熱鰭片。
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