TWI535989B - 散熱裝置及使用該散熱裝置的電子裝置 - Google Patents

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Description

散熱裝置及使用該散熱裝置的電子裝置
本發明涉及一種散熱裝置及一種使用該散熱裝置的電子裝置。
目前在電腦產品中，除了中央處理器外，晶片等其他電子元件在工作過程中產生的熱量不斷增加，因此在對中央處理器散熱的同時，也需要對晶片等其他電子元件進行散熱。
常用的散熱裝置一般包括吸熱板、熱管、風扇及由散熱鰭片堆疊形成的散熱鰭片組，該吸熱板與一設於電路板上的發熱電子元件相貼合，以吸收發熱電子元件產生的熱量，並將該熱量傳遞給熱管，藉由熱管傳導至散熱鰭片組，由散熱鰭片組和風扇將熱量散發出去。由於筆記本電腦內空間有限，趨向於緊湊結構設計，這就要求散熱裝置體積更小且具有較佳的散熱性能。
傳統上，同一散熱鰭片組具有相同的材質，且同一散熱鰭片組上的鰭片形狀基本相同，然隨著電腦內部空間大小和對散熱需求的不同，此種設計已不能滿足各電子元件散熱的需求。
鑒於此，有必要提供一種體積更小且散熱較佳的散熱裝置。
一種散熱裝置，包括一散熱鰭片組、一熱管及一風扇，所述散熱 鰭片組包括第一、第二鰭片組，所述風扇設有第一出風口和第二出風口，所述第一鰭片組設置於風扇的第一出風口處，所述第二鰭片組設置於風扇的第二出風口處，所述熱管與第一鰭片組和第二鰭片組接觸，所述第一鰭片組和第二鰭片組由不同的材質製作而成，所述第一鰭片組包括一完全遮蓋所述離心風扇的第一出風口的進風部、一位於該進風部下端的導流部和位於該進風部外側且間隔設置的第一出風部和第二出風部，該第一鰭片組內形成收容該第二冷凝段的一通槽，該通槽在豎直方向上間隔該第一出風部和第二出風部。
一種電子裝置，包括一散熱裝置、一電路板、貼設於電路板上的一第一電子元件及一第二電子元件，該散熱裝置包括一散熱鰭片組、一熱管及一風扇，所述散熱鰭片組包括第一、第二鰭片組，所述風扇設有第一出風口和第二出風口，所述第一鰭片組設置於風扇的第一出風口處，所述第二鰭片組設置於風扇的第二出風口處，所述熱管與第一鰭片組和第二鰭片組接觸，所述第一鰭片組和第二鰭片組由不同的材質製作而成，所述熱管與所述一第一電子元件接觸，所述第二鰭片組與所述第二電子元件接觸，所述第一鰭片組包括一完全遮蓋所述離心風扇的第一出風口的進風部、一位於該進風部下端的導流部和位於該進風部外側且間隔設置的第一出風部和第二出風部，該第一鰭片組內形成收容該第二冷凝段的一通槽，該通槽在豎直方向上間隔該第一出風部和第二出風部。
與習知技術相比，本發明中該第一鰭片組及第二鰭片組採用不同的材質設計，可達到節約成本，減輕重量等目的，並可使得筆記 本電腦內部的結構更加緊湊，散熱更加均勻。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧散熱裝置
11‧‧‧熱管
111‧‧‧第一冷凝段
112‧‧‧蒸發段
113‧‧‧第二冷凝段
114‧‧‧第一連接段
115‧‧‧第二連接段
12‧‧‧離心風扇
121‧‧‧框體
1211‧‧‧進風口
1212‧‧‧第一出風口
1213‧‧‧第二出風口
122‧‧‧葉輪組
13‧‧‧第一鰭片組
131‧‧‧第一散熱鰭片
132‧‧‧第一氣流通道
133‧‧‧進風部
1331‧‧‧進風口
1332‧‧‧第一頂板
134‧‧‧導流部
1341‧‧‧導流板
135‧‧‧第一出風部
1351‧‧‧第一底板
136‧‧‧第二出風部
1361‧‧‧第二頂板
137‧‧‧第二底板
138‧‧‧通槽
139‧‧‧連接片
14‧‧‧第二鰭片組
141‧‧‧第二散熱鰭片
142‧‧‧頂板
1421‧‧‧第一平板
1422‧‧‧第二平板
1423‧‧‧連接板
143‧‧‧底板
144‧‧‧第二氣流通道
145‧‧‧進風口
146‧‧‧出風口
15‧‧‧第一吸熱板
16‧‧‧第二吸熱板
20‧‧‧中央處理器
30‧‧‧晶片
40‧‧‧電路板
圖1為本發明的電子裝置的一實施例的立體組裝圖。
圖2為圖1中的電子裝置的分解圖。
圖3為圖2中第一鰭片組的立體圖。
圖4為圖2中第二鰭片組的立體圖。
請一併參閱圖示1和圖示2，其所示為本發明一實施例的電子裝置100，該電子裝置100包括一散熱裝置10、一中央處理器20、一晶片30和一電路板40，該中央處理器20和晶片30設置於該電路板40上，該散熱裝置10用於對中央處理器20及晶片30進行散熱，該中央處理器20工作時產生的熱量大於該晶片30工作時產生的熱量。
該散熱裝置10包括一離心風扇12、繞設於離心風扇12週邊的一熱管11、與熱管11相對兩端配合的一第一鰭片組13及一第二鰭片組14、與中央處理器20貼設的一第一吸熱板15及與晶片30貼設的一第二吸熱板16。
該熱管11呈扁平狀，其包括位於熱管11一端的一第一冷凝段111、位於熱管11中部的一蒸發段112、位於熱管11另一端的一第二冷凝段113、一連接該第一冷凝段111及蒸發段112的第一連接段114、一連接該蒸發段112及第二冷凝段113的第二連接段115。該第一冷凝段111、第一連接段114、蒸發段112、第二連接段115和第二冷凝段113依次連接成一體。該第一冷凝段111與第二連接段115均為平直段且相互平行間隔設置。該第二冷凝段113亦為一平 直段，其自第二連接段115一端彎折延伸，該第二冷凝段113垂直於該第一冷凝段111和第二連接段115且位於第一冷凝段111和第二連接段115一側，並與第一冷凝段111間隔設置。第二冷凝段113較第一冷凝段111長。該第一連接段114為一上表面呈波浪狀的彎折段，其與第二冷凝段113間隔相對，該第一連接段114自第一冷凝段111相對遠離第二冷凝段113的一端朝向第二連接段115的方向向外傾斜延伸，且與蒸發段112的一端連接。該蒸發段112的另一端連接該第二連接段115，且該蒸發段112為一外凸的弧形管體。
該離心風扇12包括一框體121及設置於框體121內的一葉輪組122。該框體121大致為一內空的方形殼體，其具有一位於中部且貫穿的一進風口1211，該框體121還具有分別位於垂直相鄰的兩側的一縱長的第一出風口1212及一縱長的第二出風口1213。該第一出風口1212、第二出風口1213及進風口1211連通設置。該第二出風口1213的長度較第一出風口1212短。
該第一鰭片組13設於該離心風扇12的第一出風口1212處，其由複數沿豎直方向平行等距間隔設置的第一散熱鰭片131組合形成，這些第一散熱鰭片131間形成有複數第一氣流通道132。請一併參閱圖示3，該第一鰭片組13可劃分為四部分，即一進風部133、一位於該進風部133下端的導流部134及位於該進風部133外側且間隔設置的第一出風部135及第二出風部136。
該進風部133大致為一長方體，其頂部由一縱長的第一頂板1332封閉，其未封閉的內側端的開口為進風口1331。該進風口1331抵靠於離心風扇12的第一出風口1212且其寬度及長度分別與第一出 風口1212的寬度及長度相當，用以完全阻擋離心風扇12的第一出風口1212。該導流部134大致為與進風部133連通的一四棱臺，其於該進風部133的下端向下延伸形成。該導流部134的外表面由一自進風部133的進風口1331所在的底部向外、向下傾斜延伸的縱長的一導流板1341封閉，該導流板1341用於引導進入該進風部133的部分氣流進入該導流部134。該第一出風部135大致為一三棱體，其自該進風部133的前側上端水平向外延伸形成。該第一出風部135的底端由一縱長的第一底板1351封閉，其頂端形成一開放的、向下、向外傾斜的一出風面。
該第二出風部136與該導流部134相連通且自導流部134前側下端向外水平延伸形成且大致為一長方體。該第二出風部136的下端與該導流部134的下端共面且由一縱長的第二底板137封閉。該第二出風部136的上端由一縱長第二頂板1361封閉。該第一底板1351及第二頂板1361平行相對且間隔設置。一向後凸設的弧形連接片139連接該第一底板1351及第二頂板1361的內側端，從而與第一底板1351及第二頂板1361一起形成一縱長的通槽138。該通槽138用於收容該熱管11的第二冷凝段113。
於本實施例中，該進風部133的縱截面類似於一長方形，該導流部134的縱截面類似於一倒立的梯形，該第一出風部135的縱截面大致為一三角形，該第二出風部136的截面也類似於一長方形。該導流板1341為一平面板體。於其他實施例中，該導流板1341的形狀可根據需要改變。另，為避免筆記本電腦內部元件因為空間的問題發生干涉的情況，該進風部133、導流部134、第一出風部135和第二出風部136也可為其他的形狀。
該第二鰭片組14呈L形，其與該離心風扇12的第二出風口1213對應。請參閱圖示4，該第二鰭片組14包括複數沿同一方向平行等距間隔設置的L形的第二散熱鰭片141及連接該等第二散熱鰭片141的一頂板142和一底板143。該頂板142呈階梯狀設置，其包括一縱長的的第一平板1421、自第一平板1421一側向下垂直彎折的連接板1423及自連接板1423下端水平向外延伸的一第二平板1422。該第二平板1422位於該第一平板1421一側下方且與第一平板1421平行設置。該第二平板1422用於承載該熱管11的第一冷凝段111。該第一平板1421與第二平板1422之間的高度差，即該連接板1423的高度小於該熱管11的第一冷凝段111的厚度。藉此，該熱管11的第一冷凝段111貼設於第二平板1422上後，其上端超出該第一平板1421。該底板143為一矩形且水平的面板。相鄰的兩個第二散熱鰭片141與頂板142和底板143共同形成複數與外界連通的第二氣流通道144。該第二平板1422所在一端的開口為第二氣流通道144的進風口145，相對一側的另一開口為第二氣流通道144的出風口146。該第二鰭片組14的進風口145抵靠於該離心風扇12的第二出風口1213且其高度略小於第二出風口1213的高度。 該第二鰭片組14的出風口146的高度較離心風扇12的第二出風口1213高。
該第一鰭片組13和第二鰭片組14採用不同的材料製作而成，於本實施例中，該第一鰭片組13由金屬銅製成，該第二鰭片組14由金屬鋁製成。由於金屬銅的熱傳導性優於金屬鋁，故對產生熱量大的中央處理器20上使用金屬銅製成的第一鰭片組13；而對產生熱量相對較小的晶片30上使用金屬鋁製成的第二鰭片組14。
該第一吸熱板15和第二吸熱板16均為矩形板體，其均為具有高傳熱性的材料製成，如銅等。
組裝該電子裝置100時，先將第一吸熱板15緊貼該中央處理器20，將該第一吸熱板15固定於該電路板40上。然後將第二吸熱板16緊貼該晶片30也將其固定於該電路板40上。再將第一鰭片組13的進風部133的進風端抵靠並完全遮蓋該離心風扇12的第一出風口1212。此時，該第一鰭片組13的導流部134及第二出風部136超出該離心風扇12的第一出風口1212而位於第一出風口1212的下方。 然後將第二鰭片組14的底板143緊貼該第二吸熱板16，並使該第二鰭片組14的進風口145正對並遮蔽離心風扇12的第二出風口1213的下端，藉此離心風扇12的第二出風口1213的上端未被遮蔽。最後將該熱管11的第二冷凝段113收容於該第一鰭片組13的通槽138中，將熱管11的第一冷凝段111緊貼在第二鰭片組14的第二平板1422上，從而遮蔽離心風扇12的第二出風口1213的上端。熱管11的蒸發段112緊貼該第一吸熱板15，該熱管11的第一連接段114擱置於該離心風扇12的框體121上，第二連接段115懸空放置在該離心風扇12的框體121的一側。
當該電子裝置100在運行過程中，中央處理器20和晶片30會產生的熱量。中央處理器20所產生的熱量被該第一吸熱板15吸收並傳導至熱管11的蒸發段112，然後經由熱管11的第一連接段114及第二連接段115及第一冷凝段111、第二冷凝段113分別傳到至第一鰭片組13及第二鰭片組14。晶片30產生的熱量被該第二吸熱板16吸收，接著傳導至第二鰭片組14。
由於該離心風扇12的葉輪組122的運作，氣流從該框體121內的進 風口1211進入，再從第一出風口1212和第二出風口1213流出，分別流向第一鰭片組13及第二鰭片組14。流向第一鰭片組13的一部分氣流直接從進風部133進入該第一出風部135，並直接從第一出風部135流出；另一部分氣流由於導流板1341的導流作用，該另一部分氣流從進風部133被導入到該導流部134，而後再進入第二出風部136並從第二出風部136流出，從而帶走第一鰭片組13的熱量。流向第二鰭片組14的氣流直接從第二鰭片組14形成的第二氣流通道144的進風口145流入而後自其出風口146流出，從而帶走第二鰭片組14的熱量。
第二鰭片組14吸收了晶片30產生的少量熱量及中央處理器20所產生的部分熱量。因第一冷凝段111較第二冷凝段113短，第二鰭片組14的長度較第一鰭片組13的長度短，且第二鰭片組14的傳熱能力比第一鰭片組13傳熱能力差，是故第二鰭片組14吸收的中央處理器20的熱量較第一鰭片組13少，從而導致該第二鰭片組14所吸收的總的熱量較該第一鰭片組13少。又因為，該離心風扇12的第一出風口1212較第二出風口1213長，自該第一出風口1212吹向第一鰭片組13的風量較自第二出風口1213吹向第二鰭片組14的風量大，從而帶走該第一鰭片組13的熱量較第二鰭片組14多，從而使該第一鰭片組13及第二鰭片組14達到熱量平衡。
本發明中該第一鰭片組13及第二鰭片組14採用不同的材質設計，針對發熱量大的中央處理器20進行散熱的第一鰭片組13採用銅材質，可以充分將其熱量散發；而針對發熱量小的晶片30進行散熱的第二鰭片組14由鋁製成，可達到節約成本，減輕重量等目的；另，本發明中採用熱管11，將中央處理器20的熱量同時傳遞至第 一鰭片組13與第二鰭片組14，藉由該熱管11的傳熱分配，使該第一鰭片組13及第二鰭片組14在任何時候均能達到熱量平衡，共同協作以達到更快更及時地為發熱量較大的中央處理器20散熱，而同時發熱量較小的晶片30的熱量也能及時通過第二鰭片組14散發。
且由於第一鰭片組13和第二鰭片組14的形狀可根據筆記本電腦內部空間的分配進行變更，使筆記本電腦內部的結構更加緊湊，散熱更加均勻。
可以理解地，本發明的散熱裝置10中的熱管11、離心風扇12、第一鰭片組13及第二鰭片組14的形狀和位置均可進行調整；該第一吸熱板15和第二吸熱板16的形狀也不限定，中央處理器20和晶片30也可為其他電子元件，均可視實際的情況需求進行調整。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧散熱裝置
11‧‧‧熱管
12‧‧‧離心風扇
13‧‧‧第一鰭片組
14‧‧‧第二鰭片組
15‧‧‧第一吸熱板
16‧‧‧第二吸熱板
40‧‧‧電路板

Claims (8)

  1. 一種散熱裝置，包括第一鰭片組、第二鰭片組、一熱管及一離心風扇，所述離心風扇設有第一出風口及第二出風口，所述第一鰭片組設置於離心風扇的第一出風口處，所述第二鰭片組設置於離心風扇的第二出風口處，所述熱管包括位於中部的一蒸發段及位於兩端的一第一冷凝段與一第二冷凝段，所述熱管的第二冷凝段與第一冷凝段分別與第一鰭片組和第二鰭片組連接，所述第一鰭片組和第二鰭片組由不同的材質製成且第一鰭片組的熱傳導性高於第二鰭片組的熱傳導性，所述蒸發段用於與一第一電子元件熱接觸，所述第二鰭片組用於與一發熱量小於第一電子元件的第二電子元件熱接觸，所述第一鰭片組包括一完全遮蓋所述離心風扇的第一出風口的進風部、一位於該進風部下端的導流部和位於該進風部外側且間隔設置的第一出風部和第二出風部，該第一鰭片組內形成收容該第二冷凝段的一通槽，該通槽在豎直方向上間隔該第一出風部和第二出風部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，所述第一鰭片組由銅材質製成，所述第二鰭片組由鋁材質製成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的散熱裝置，所述導流部包括有一傾斜設置的導流板，所述導流板用於引導進入所述進風部的氣流進入到所述導流部。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的散熱裝置，所述第二鰭片組包括複數平行間隔設置的第二散熱鰭片，所述第二散熱鰭片呈L形，所述第二鰭片組具有一水平的頂板，所述熱管的第一冷凝段貼附於所述第二散熱鰭片組的頂板上。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的散熱裝置，所述散熱裝置還進一步包括第一吸熱板和第二吸熱板，所述第一吸熱板貼附於所述熱管的蒸發段，所述第二吸熱板貼附所述第二鰭片組的底面，所述第一吸熱板和第二吸熱板分別用於與第一電子元件和第二電子元件熱接觸。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的散熱裝置，所述第一冷凝段較第二冷凝段短，所述第二鰭片組的長度較第一鰭片組的長度短。
  7. 一種電子裝置，包括如申請專利範圍1至6任意一項所述的散熱裝置、一電路板、設於電路板上的一第一電子元件及一第二電子元件，所述第二電子元件的發熱量小於所述第一電子元件的發熱量，所述熱管的蒸發段與所述第一電子元件熱接觸，所述第二鰭片組與所述第二電子元件熱接觸，所述第一鰭片組包括一完全遮蓋所述離心風扇的第一出風口的進風部、一位於該進風部下端的導流部和位於該進風部外側且間隔設置的第一出風部和第二出風部，該第一鰭片組內形成收容該第二冷凝段的一通槽，該通槽在豎直方向上間隔該第一出風部和第二出風部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，所述第一電子元件為中央處理器，所述第二電子元件為晶片。
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