TWI538613B - 散熱器及其製造方法 - Google Patents

Description

散熱器及其製造方法

本發明係關於一種散熱器及其製造方法，特別是一種用於電子元件散熱的散熱器及其製造方法。

隨著電子產業的快速發展，使電子裝置內部所使用的中央處理器(central processing unit，CPU)或圖形處理器(graphic processing unit，GPU)等電子元件的功率大幅提升，電子元件在單位面積的密集度也愈來愈高，相對造成電子元件在運作時所產生的熱量大幅增加，往往造成電子元件本身及其配置的系統內部的溫度升高。同時，隨著熱量的迅速累積，導致電子元件的運作性能下降，並容易造成電腦系統當機，甚至是電子元件過熱燒毀等情形的發生。

為確保電子元件能維持在其正常的溫度範圍內運作，通常會在電子元件上安裝一散熱器，藉以排出其產生的熱量。一般常見的散熱器為具有複數個散熱鰭片的鋁擠型散熱器，其包括用以接觸電子元件的一底座以及從底座延伸而成之複數個散熱鰭片。惟，這種散熱鰭片的配置方式，由於是採用間隔設置於底座的形式，使底座吸收的熱量無法在散熱鰭片與散熱鰭片之間傳遞，因此降低了散熱速率。

並且，習知的散熱器在製程中容易受到加工模具的限制，使複數個散熱鰭片之間的距離無法縮減(最短距離達到1.5毫米已接近極限)，導致散熱器在單位面積上的散熱鰭片數量受到限制。因此，在整體的散熱面積無法有效增加的情形下，嚴重的影響散熱器的散熱效能。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種散熱器及其製造方法，藉以解決習知散熱器受到加工模具的限制，無法縮短散熱鰭片之間的 距離，導致散熱鰭片的數量受到限制而無法提供良好散熱效能的問題。

本發明之散熱器包括一底座、一鰭片組以及一卡扣件。底座包含一底板與複數個第一散熱鰭片，複數個第一散熱鰭片間隔設置於底板上，並且於底板上形成複數個嵌槽。鰭片組包含複數個第二散熱鰭片，其分別設置於複數個嵌槽內，且各個第二散熱鰭片具有二散熱段以及連接於散熱段之間的一導熱段。卡扣件包含複數個夾片，卡扣件結合於底座上，並且以複數個夾片對應卡合於複數個嵌槽內，且夾片推抵第二散熱鰭片之導熱段抵緊於第一散熱鰭片上，其中第二散熱鰭片之二散熱段與第一散熱鰭片相隔一間距。

本發明另揭露一種散熱器的製造方法，包含以下步驟：提供具有複數個第一散熱鰭片的一底座；設置複數個第二散熱鰭片於底座的複數個嵌槽內；以及結合一卡扣件於底座上，並且以卡扣件之複數個夾片對應卡合於複數個嵌槽內，其中夾片推抵第二散熱鰭片之導熱段抵緊於第一散熱鰭片上，且第二散熱鰭片之散熱段與第一散熱鰭片之間相隔一間距。

本發明之功效在於，底座的複數個第一散熱鰭片與鰭片組的複數個第二散熱鰭片交錯設置，除了可縮短彼此之間的距離外，還可以增加以在底座的底板上增加第一散熱鰭片與第二散熱鰭片的數量，藉以增加散熱器的散熱面積，使散熱器的整體散熱效能提升。此外，透過卡扣件扣合於底座上，並且將複數個第二散熱鰭片夾制固定於底座的方式，使散熱器在毋需使用螺絲或螺栓等固定件加以鎖固的情形下即可完成組裝程序，因此可簡化散熱器的製程。同時，由於省略了固定件的使用，進而降低了散熱器的製造成本。

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‧‧‧散熱器

110‧‧‧底座

111‧‧‧底板

1111‧‧‧溝槽

112‧‧‧第一散熱鰭片

113‧‧‧嵌槽

120‧‧‧鰭片組

121‧‧‧第二散熱鰭片

1211‧‧‧散熱段

1212‧‧‧導熱段

1213‧‧‧凹陷部

1214‧‧‧第一容置槽

130‧‧‧卡扣件

131‧‧‧基板

132‧‧‧夾片

1321‧‧‧導流面

1322‧‧‧第二容置槽

133‧‧‧卡合部

140‧‧‧熱管

d‧‧‧間距

第1圖為本發明第一實施例之散熱器的立體分解示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之散熱器的立體組合示意圖。

第3圖為本發明第一實施例之散熱器的俯視示意圖。

第4圖為本發明第一實施例之散熱器的製造方法的流程圖。

第5圖為本發明第二實施例之散熱器的立體分解示意圖。

第6圖為本發明第二實施例之散熱器的平面分解示意圖。

第7圖為本發明第二實施例之散熱器的立體組合示意圖。

第8圖為本發明第二實施例之散熱器的平面組合示意圖。

第9圖為本發明第二實施例之散熱器的製造方法的流程圖。

如第1圖至第3圖所示，本發明第一實施例所揭露的散熱器100包括一底座110、一鰭片組120以及一卡扣件130，底座包含一底板111與複數個第一散熱鰭片112，複數個第一散熱鰭片112間隔設置於底板111上，並且於相鄰的第一散熱鰭片112之間形成一嵌槽113，其中複數個第一散熱鰭片112沿一第一方向(例如底板111的長邊方向)間隔排列，且各個第一散熱鰭片112的相對二端皆別沿垂直於第一方向的一第二方向(例如底板111的短邊方向)延伸，並且伸出於底板111的相對二側邊。

鰭片組120包含複數個第二散熱鰭片121，第二散熱鰭片121的長度可以是大於第一散熱鰭片112的長度或者是等於第一散熱鰭片112的長度，且各個第二散熱鰭片121包含二散熱段1211與一導熱段1212，導熱段1212連接於二散熱段1211之間，且導熱段1212與二散熱段1211之間具有一高度差，此高度差可以是採用導熱段1212的厚度大於各個散熱段1211的厚度的配置方式來達成，或者是透過導熱段1212突出於二散熱段1211的同一側面的方式來達成，在本施例中，是以導熱段1212突出於二散熱段1211的同一側面，並且於二散熱段1211之間形成一凹陷部1213的方式作為舉例說明，但並不以此為限。

卡扣件130包含一基板131以及複數個夾片132，複數個夾片132間隔設置於基板131上，且各個夾片132的寬度大於基板的寬度，且各個夾片132具有二導流面1321，二導流面1321分別傾斜連接於基板131的相對二側邊。

請參閱第1圖至第4圖，在散熱器100的製造上，首先提供具有複數個第一散熱鰭片112的底座110(S11)。接著，將鰭片組120的複數個第二散熱鰭片121對應設置於底座110的複數個嵌槽113內(S12)。然後，結合卡扣件130於底座110上，其中卡扣件130以複數個夾片132對應卡 合於底座110的複數個嵌槽113內，並且推抵第二散熱鰭片121朝向第一散熱鰭片112的方向位移，使第二散熱鰭片121的導熱段1212抵緊於第一散熱鰭片112(S13)，進而使複數個第二散熱鰭片121被夾制固定於底座110上，以完成散熱器100的製造。

其中，由於第二散熱鰭片121的導熱段1212與散熱段1211之間具有一高度差，因此當導熱段1212被抵緊於第一散熱鰭片112時，第二散熱鰭片121的散熱段1211自然與第一散熱鰭片112之間相隔一間距d。如此，透過在相鄰的第一散熱鰭片112之間再設置一第二散熱鰭片121的方式，可突破習知散熱器的散熱鰭片之間的距離容易受到加工模具的限制而無法縮減的問題，讓本發明的散熱器100可具有高密度的第一散熱鰭片112與第二散熱鰭片121，而有助於增加散熱器100整體的散熱面積，進而有效提升散熱器100的散熱效率。

此外，在本發明中，透過卡扣件130以緊配合的方式對應卡合於底座110上，使卡扣件130的夾片132、第二散熱鰭片121的導熱段1212以及第一散熱鰭片112以相互交錯的方式緊密的結合為一整體，進而在散熱器100內部形成導熱塊結構，以作為良好的熱傳導路徑，再搭配高密度的第一散熱鰭片112與第二散熱鰭片121的總散熱面積，可進一步提升散熱器100的散熱效率。

其中，卡扣件130的夾片132、第一散熱鰭片112與第二散熱鰭片121的結合方式，可採用卡扣件130的夾片132的尺寸大小匹配於第二散熱鰭片121的凹陷部1213的尺寸大小的方式，使卡扣件130結合於底座110時，藉由夾片132卡合於第二散熱鰭片121的凹陷部1213，使導熱段1212受到推擠而抵緊於第一散熱鰭片112上；或者是在夾片132相對凹陷部1213的一側面上設置一卡合部133，且卡合部133與凹陷部1213的結構形態與尺寸大小相互匹配，使卡扣件130透過卡合部133對應嵌入於凹陷部1213內，以便於推抵第二散熱鰭片121的導熱段1212抵緊於第一散熱鰭片112上；又或者是透過卡扣件130的夾片132與第二散熱鰭片121的導熱段1212的總厚度大於底座110的嵌槽113的寬度，使第二散熱鰭片121的導熱段1212在卡扣件的夾片132卡合於嵌槽113時，自然地受到夾片132的壓迫而抵緊於第一散熱鰭片112上，進而使夾片132、導熱段1212 與第一散熱鰭片112三者間以相互交錯的形式緊密結合。

基於上述，本發明的散熱器在製造上僅需透過卡扣件以緊配合的方式扣合於底座上，即可將鰭片組穩固的結合於底座上，除了可簡化散熱器的製程外，由於不需額外使用螺絲、螺栓或卡鉤等固定件將鰭片組鎖合於底座上，因此可進一步的節省散熱器的製造成本。此外，透過第一散熱鰭片、第二散熱鰭片與夾片之間相互交錯的三明治結構形式，縮短了第一散熱鰭片與第二散熱鰭片之間的距離。因此，在底座的單位面積上可排列較多的散熱鰭片，使散熱器藉由整體散熱面積的增加而具有較佳的散熱效能。

請參照第5圖至第9圖，本發明所揭露的第二實施例與第一實施例在結構上大致相同，兩者間的差異在於，第二實施例所揭露的散熱器100更包含至少一熱管140，並且於底座110的底板111上設置有至少一溝槽1111；鰭片組120的第二散熱鰭片上設置對應溝槽1111的至少一第一容置槽1214；以及卡扣件130的夾片132上設置對應溝槽1111的至少一第二容置槽1322，其中溝槽1111、第一容置槽1214與第二容置槽1322的結構形態分別對應於溝槽1111的結構形態。

基於上述的結構，在散熱器100的製造上，先提供熱管140(S21)，接著，將底座110扣合於熱管140上，使熱管140嵌入於溝槽1111內(S22)。然後，將複數個第二散熱鰭片121對應設置於底座110的複數個嵌槽113內，並且以第一容置槽1214扣合於熱管140上(S23)。接著，再將卡扣件130結合於底座110上，並且透過夾片132的第二容置槽1322扣合於熱管140上(S24)，而完成散熱器的製作。

其中，熱管140與底座110、鰭片組120以及卡扣件130之間可以是透過焊接的方式相互結合；或者是透過緊配合的方式相互結合。例如，將底座110上的溝槽1111、第二散熱鰭片121上的第一容置槽1214以及卡扣件130上的第二容置槽1322的開口大小設置為略小於熱管140的外徑，使底座110、鰭片組120與卡扣件130分別扣合於熱管140時，壓迫熱管140產生擠壓變形，使熱管140的表面完全接觸於溝槽1111、第一容置槽1214以及第二容置槽1322的內壁面；或者是，將底座110的溝槽1111、第二散熱鰭片121的第一容置槽1214以及卡扣件130的第二容置槽1322 的相對位置設置為相互重疊的形式，也就是使溝槽1111的中心位置與第一容置槽1214及/或第二容置槽1322的中心位置相互偏移，同樣可以使底座110、鰭片組120與卡扣件130分別扣合於熱管140時，造成熱管140變形，使熱管140的表面緊密的貼合於溝槽1111、第一容置槽1214以及第二容置槽1322的內壁面，以提升彼此間的結合強度與熱傳效率。

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‧‧‧散熱器

110‧‧‧底座

111‧‧‧底板

112‧‧‧第一散熱鰭片

120‧‧‧鰭片組

121‧‧‧第二散熱鰭片

1211‧‧‧散熱段

1212‧‧‧導熱段

1213‧‧‧凹陷部

130‧‧‧卡扣件

1321‧‧‧導流面

133‧‧‧卡合部

d‧‧‧間距

Claims (9)

1. 一種散熱器，包括：一底座，包含一底板與複數個第一散熱鰭片，該等第一散熱鰭片間隔設置於該底板上，並且於該底板上形成複數個嵌槽；一鰭片組，包含複數個第二散熱鰭片，分別設置於該等嵌槽內，且各該第二散熱鰭片具有二散熱段以及連接於該二散熱段之間的一導熱段；以及一卡扣件，包含複數個夾片，該卡扣件結合於該底座上，該等夾片對應卡合於該等嵌槽內，並且推抵該等第二散熱鰭片之該導熱段抵緊於該等第一散熱鰭片上，其中該等第二散熱鰭片之該二散熱段與該等第一散熱鰭片相隔一間距，其中各該夾片具有一卡合部，該第二散熱鰭片之該導熱段與該二散熱段之間具有一高度差，並且於該二散熱段之間形成一凹陷部，該夾片之該卡合部嵌入該第二散熱鰭片之該凹陷部，並且推抵該導熱段抵靠於該第一散熱鰭片。
2. 如請求項1所述之散熱器，其中該卡扣件之各該夾片具有二導流面，該二導流面連接於該夾片的相對二端，並且分別朝向該第二散熱鰭片之該二散熱段的方向傾斜。
3. 如請求項1所述之散熱器，其中該底座之該等第一散熱鰭片沿一第一方向間隔排列於該底板上，且各該第一散熱鰭片的相對二端分別沿一第二方向伸出於該底板的相對二側邊，該第二方向垂直於該第一方向。
4. 如請求項1所述之散熱器，其中該第二散熱鰭片之該導熱段的厚度大於各該散熱段的厚度。
5. 如請求項1所述之散熱器，更包括一熱管，且該底座之該底板具有一溝槽，且該溝槽連通於該等嵌槽，該鰭片組之各該第二散熱鰭片更具有對 應該溝槽之一第一容置槽，該卡扣件之各該夾片具有對應該溝槽之一第二容置槽，其中該底座、該鰭片組以及該卡扣件扣合於該熱管上，該熱管容置於該溝槽、該第一容置槽與該第二容置槽內。
6. 如請求項5所述之散熱器，其中該第一容置槽與該溝槽的相對位置部分重疊，該底座之該底板與該等第二散熱鰭片擠壓該熱管變形，且該熱管的表面與該溝槽及該第一容置槽的內壁面完全接觸。
7. 如請求項5所述之散熱器，其中該第二容置槽與該溝槽的相對位置部分重疊，該底座之該底板與該等夾片擠壓該熱管變形，且該熱管的表面與該溝槽及該第二容置槽的內壁面完全接觸。
8. 一種散熱器的製造方法，包含以下步驟：提供具有複數個第一散熱鰭片的一底座；設置複數個第二散熱鰭片於該底座的複數個嵌槽內，其中各該第二散熱鰭片具有二散熱段以及連接於該二散熱段之間的一導熱段；以及結合一卡扣件於該底座上，並且以該卡扣件之複數個夾片對應卡合於該等嵌槽內，其中該等夾片分別推抵該等第二散熱鰭片之導熱段抵緊於該等第一散熱鰭片上，且各該第二散熱鰭片之散熱段與各該第一散熱鰭片之間相隔一間距，其中各該夾片具有一卡合部，該第二散熱鰭片之該導熱段與該二散熱段之間具有一高度差，並且於該二散熱段之間形成一凹陷部，該夾片之該卡合部嵌入該第二散熱鰭片之該凹陷部，並且推抵該導熱段抵靠於該第一散熱鰭片。
9. 如請求項8所述之散熱器的製造方法，更包括下列步驟：提供一熱管；以該底座之一溝槽對應扣合該熱管上；以該等第二散熱鰭片之一第一容置槽扣合於該熱管上；以及 以該等夾片之一第二容置槽扣合於該熱管上。