TWI576039B

TWI576039B - Stacked printed circuit board computer cooling module assembly

Info

Publication number: TWI576039B
Application number: TW104103695A
Authority: TW
Inventors: Yen-Yun Ting
Original assignee: Wei xiao-wei
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2017-03-21
Also published as: TW201630522A

Description

堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成

本發明涉及一種印刷電路板的電腦散熱結構，特別涉及一種堆疊式印刷電路板的電腦散熱結構。

由於，電腦中的電子元件在運行時會產生熱量，因此必須安裝散熱裝置，以使其工作溫度保持在容許的範圍內，工作溫度太高會導致其性能變差甚至失效。然而，電腦的中發熱較高的元件包括有安裝在電腦主板上的中央處理器(central processing unit，CPU)、顯示卡及硬碟(Hard Disk Drive，簡稱HDD)等電子元件或部件，其啟用後皆需要同步較高效率地散熱才能夠繼續正常的運作。為了要解決散熱的問題，最常見的方式就是利用熱傳導與熱對流兩種方式來散熱。在熱傳導方面，通常會在上述之發熱元件上方安裝散熱鰭片，而在熱對流方面，則是運用散熱風扇，或是使用具有熱傳導與熱對流功能的冷卻管來達成散熱。因此，當電腦中的發熱元件或部件所產生的熱量傳遞到散熱鰭片後，即可以利用對流的方式將熱量排放掉。

值得一提的是，由於目前科技日新月異，以致於昔日的中央處理器(central processing unit，CPU)、顯示卡及硬碟(Hard Disk Drive，簡稱HDD)等電子元件或部件的處理速度已經與當今相關產品的處理速度無法相比，且簡直可以「天壤之別」予以形容，也因如此，該相關產品所產生的熱量亦已是昔日的數十倍或數百倍之多；然而，利用熱傳導與熱對流方式散熱的現有技術，主要皆是將其設計在電腦外罩內來加以實施的；也就是說，該現有技術是先於中央處理器、硬碟等電子元件或部件上方接設一散熱鰭片後，再利用設置於該電腦外罩內的散熱風扇運作來產生對流而將該散熱鰭片的熱量排放至該電腦外罩以外的環境。然而，由於該電腦外罩內的空間非常有限，以致於該散熱鰭片所形成的散熱面積必然相對較小，而且該散熱鰭片仍是被封置於該電腦外罩內，因此將嚴重影響其熱傳導與熱對流的散熱效果；另外，由於風扇亦分為兩種，一為軸流式風扇，另一為離心式風扇。該軸流式風扇是將氣流引導進入葉片，再經由葉片的旋轉使氣流沿輪轂中心軸而平行吹出，其特點為靜壓小、風量大；而該離心式風扇則是利用被驅動的圓盤式輪轂將流體吸入，再經由旋轉的動力把氣流順著葉片而向外輻射沿流道吹出，其特點是靜壓相較於軸流式來得要高，但該離心式風扇所產生的噪音相較於軸流式則來得要大得多。綜上得知，無論是利用該軸流式風扇或該離心式風扇來產生對流而散熱，皆會有發出噪音的問題產生，實不符消費者需求。

本發明之主要目的在於解決上述現有技術的問題，不但可有效解決散熱面積不足而影響散熱效果的問題，更提供一種無噪音且具有較大熱傳導散熱面積的散熱結構，以符消費者所需。

根據上述目的，本發明提出一種堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，所述電腦散熱模組總成係用以容設複數由堆疊方式所架設的印刷電路板；其特徵在於：所述電腦散熱模組總成具備有一開放且得以容設該印刷電路板的鰭片框架，且該鰭片框架內其中二對應面具備有複數對稱的等距定位支撐架；至少一得以將該印刷電路板上電子元件所產生的熱能向該鰭片框架傳導並靠設於該等距定位支撐架的導熱板；以及，二用以將該鰭片框架內部與外部加以阻隔的蓋板；其中，所述印刷電路板具有一得與堆疊在上方或下方另一該印刷電路板電性連接的連接器；而所述導熱板則開設有至少一提供該連接器穿透的連接器開槽。

更進一步地，所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其中，所述鰭片框架與該蓋板之間具備有一冷卻管。

更進一步地，所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其中，所述鰭片框架與該蓋板分別依該冷卻管形狀各以半弧面凹設有一用以配接該冷卻管的導管安裝槽與導管抵壓槽。

更進一步地，所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其中，所述鰭片框架還具有至少一用以傳輸該印刷電路板電訊的電訊連接介面；而所述導熱板則開設有至少一提供該電訊連接介面的導線穿透的導線開槽。

更進一步地，所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其中，所述導熱板與該等距定位支撐架之間具備有至少一得將該導熱板固定的定位鎖固件。

更進一步地，所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其中，所述鰭片框架內底部還具有一與該導熱板接觸的傳導底座；而該導熱板與該印刷電路板之間具有至少一用以傳導該印刷電路板上電子元件熱能至該導熱板的傳導墊片。

通過上述技術方案可知，本發明相較於現有技術實質所達成的有益效果在於：一、本發明可藉由該導熱板將該印刷電路板上電子元件所產生的熱能向該鰭片框架傳導，並利用該鰭片框架的鰭片形成最大的表面積來增加熱傳導散熱面積，以達成無噪音且更快速有效地散熱效果；二、再者，本發明還可配合該鰭片框架與該蓋板之間所設置的冷卻管，達成更快速且實質有效地散熱效果。

10‧‧‧電腦散熱模組總成

11‧‧‧鰭片框架

111‧‧‧等距定位支撐架

112‧‧‧電訊連接介面

113‧‧‧導管安裝槽

12‧‧‧傳導底座

121‧‧‧傳導墊片

13‧‧‧導熱板

131‧‧‧導線開槽

132‧‧‧連接器開槽

14‧‧‧定位鎖固件

15‧‧‧印刷電路板

151‧‧‧連接器

16‧‧‧冷卻管

17‧‧‧蓋板

171‧‧‧導管抵壓槽

圖1，為本發明較佳實施例的外觀立體示意圖。

圖2，為本發明「圖1」的分解示意圖。

圖3~圖16，為本發明「圖1」內部組裝連續動作的局部立體與平面示意圖。

有關本發明所述堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，其較佳實施例及詳細技術內容，茲配合圖式說明如後。首先，請同時參閱「圖1」與「圖2」所示；為本發明較佳實施例的外觀立體與分解示意圖。如圖所示可清楚看出，所述電腦散熱模組總成10係用以容設複數由堆疊方式所架設的印刷電路板15；具備有一開放且得以容設該印刷電路板15的鰭片框架11，該鰭片框架11的外表面(包含底面)設有複數鰭片，且該鰭片框架11內其中二對應面具備有複數對稱的等距定位支撐架111；還有至少一得以將該印刷電路板15上電子元件所產生的熱能向該鰭片框架11傳導並靠設於該等距定位支撐架111的導熱板13；其中，所述導熱板13與該等距定位支撐架111之間具備有至少一得將該導熱板13固定的定位鎖固件14；再則，所述鰭片框架11內底部還具有一與該導熱板13接觸的傳導底座12，以利將最下方該導熱板13的熱能向該鰭片框架11底面傳導；而該導熱板13與該印刷電路板15之間具有至少一用以傳導該印刷電路板15上電子元件熱能至該導熱板13的傳導墊片121；以及，所述電腦散熱模組總成10還具備有二用以將該鰭片框架11內部與外部加以阻隔的蓋板17；其中所述鰭片框架11與該蓋板17之間則具備有一冷卻管16，該冷卻管16是由熱傳導性高的細長、中空、二頭封閉的金屬管所製成，該冷卻管16管內裝有少許的液體，該冷卻管16的內壁可運用技術處理使其具有毛細結構；當該冷卻管16的局部觸及發熱源後，管內的液體受熱後即達到沸點而汽化與蒸發，蒸發後的氣體朝該冷卻管16上方部位移動，然後會透過管壁將熱量釋放，重新回復成液態而附著在管壁，因管內壁具有毛細結構，此時液體則可運用毛細原理開始往下回流，重新再流回該冷卻管16下方接近發熱源的位置；如此即形成一個自然循環的散熱系統；簡而言之，該冷卻管16管內液體經汽化後蒸發，氣體開始以對流方式流動並配合管壁進行熱傳導散熱，散熱後的氣體冷凝之後再凝結成液體，便可以毛細方式再度回流；由於該冷卻管16的傳熱速度可達到銅和銀的數百倍，且無散熱風扇所產生的噪音問題，故可確實有效地令使用者獲得一個安靜、低溫的操作環境；另外，所述鰭片框架11與該蓋板17分別依該冷卻管16形狀各以半弧面凹設有一用以配接該冷卻管16的導管安裝槽113與導管抵壓槽171；另外，所述印刷電路板15具有一得與堆疊在上方或下方另一該印刷電路板15電性連接的連接器151(如「圖7」~「圖16」所示)；而所述導熱板13則開設有至少一提供該連接器151穿透的連接器開槽132；以及，所述鰭片框架11還具有至少一用以傳輸該印刷電路板15電訊的電訊連接介面112；而所述導熱板13則開設有至少一提供該電訊連接介面112的導線穿透的導線開槽131。

為了能更清楚說明本發明堆疊式印刷電路板的電腦散熱模組總成，再請同時參閱「圖3」~「圖16」所示；為本發明較佳實施例的內部組裝連續動作的局部立體與平面示意圖。首先，如「圖3」與「圖4」所示可清楚看出，所述鰭片框架11內其中二對應面具備有複數對稱的等距定位支撐架111；而該鰭片框架11內底部可先設置一與該導熱板13接觸的傳導底座12，再於該傳導底座12上方的等距定位支撐架111上設置一導熱板13，並以複數個定位鎖固件14將該導熱板13與該等距定位支撐架111固定如「圖5」與「圖6」所示；由於該傳導底座12剛好可與該導熱板13接觸，故可有利於將最下方該導熱板13的熱能向該鰭片框架11底面傳導；接著，再於該導熱板13上方設置一傳導墊片121後，再將印刷電路板15螺鎖固定於該傳導墊片121上，該傳導墊片121即可用以傳導該印刷電路板15上電子元件熱能至該導熱板13如「圖7」與「圖8」所示；接著，再以另一開設有連接器開槽132的導熱板13設置於該印刷電路板15上方的該等距定位支撐架111上，以令該印刷電路板15上的連接器151可由該連接器開槽132中穿透，並令該印刷電路板15上方電子元件的熱能可經由該導熱板13傳導至該鰭片框架11如「圖9」與「圖10」所示；然後，重要的是同樣要以定位鎖固件14將該導熱板13與該等距定位支撐架111來固定，另可再於該導熱板13上方鎖固架設另一印刷電路板15，並利用該連接器151與下面的該印刷電路板15電性連接如「圖11」與「圖12」所示；同樣的，於該印刷電路板15上方可再架設另一開設有連接器開槽132與導線開槽131的導熱板13，該導線開槽131即可提供該電訊連接介面112的導線穿透該導熱板13來與下方的該印刷電路板15電性連接，並將該該印刷電路板15上方電子元件所產生的熱能至該鰭片框架11周面如「圖13」與「圖14」所示；同樣地，再以定位鎖固件14將最上方的該導熱板13與該等距定位支撐架111來加以固定，便可於該導熱板13上方再固鎖另外的印刷電路板15而加以傳導該印刷電路板15下方電子元件所產生的熱能至該鰭片框架11周面如「圖15」與「圖16」所示；當以上所述各層的導熱板13將各層印刷電路板15上電子元件所產生的熱能向該鰭片框架11傳導後，該鰭片框架11與該蓋板17之間所設置的冷卻管16便可再發揮其功能而加快該鰭片框架11上鰭片的散熱速度；如是，本發明不但可藉由該導熱板13將該印刷電路板15上電子元件所產生的熱能向該鰭片框架11傳導，並利用該鰭片框架11的鰭片形成最大的表面積來增加熱傳導散熱面積，以達成無噪音且更快速有效地散熱效果；本發明還可配合該鰭片框架11與該蓋板17之間所設置的冷卻管16，達成更快速且實質有效地散熱效果。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即凡依本發明請求項所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。