TWI588437B - 散熱器與散熱裝置 - Google Patents

Description

散熱器與散熱裝置

本發明係關於一種散熱器與散熱裝置，特別是一種具有傾斜鰭片的散熱器與散熱裝置。

隨著電子領域之技術不斷演進，所生產出之電子元件的效能也不斷提升。然而，一般來說電子元件的效能提升，其所產生的熱量也會增加。這些熱量不斷累積於電子元件上將導致電子元件本身的溫度持續升高。若無法有效將電子元件產生的熱量排除，讓電子元件降溫，則將會使電子元件發生當機，甚或燒毀。因此，現在電子業普遍上會面臨到的問題不是效能上的提升，而是如何有效地排除電子元件產生的熱量。

一般來說，散熱裝置的散熱方式分為液冷式與氣冷式。液冷式散熱裝置之散熱原理係指利用壓縮機或幫浦驅動冷卻管內之冷卻流體來和電子元件進行熱交換，以排除電子元件之熱量。氣冷式散熱裝置之散熱原理係指利用風扇與鰭片的搭配來對電子元件進行降溫。液冷式散熱裝置的散熱效能一般優於氣冷式散熱裝置的散熱效能，但由於氣冷式之散熱裝置無需裝設壓縮機、幫浦及冷卻流體，在成本上具有優勢，故業界普遍利用氣冷式散熱裝置來排除電子元件的熱量。

然而，在氣冷式散熱裝置中，散熱鰭片之氣流道中易有氣旋產生，並使得散熱氣流與散熱鰭片之表面無法充份接觸，而此氣流阻隔的狀況尤 易發生在流道末段，進而造成氣冷式散熱裝置之散熱效能無法有效提升。因此，如何讓散熱氣流能夠充份的和散熱鰭片熱接觸，進而提升氣冷式散熱裝置的散熱效率，將是研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種散熱器與散熱裝置，藉以讓散熱氣流能夠充份的和散熱鰭片熱接觸，進而提升氣冷式散熱裝置的散熱效率。

本發明所揭露的散熱器，包含多個導熱夾片、多個第一鰭片及多個第二鰭片。每一導熱夾片包含相連的一近風段及一離風段。近風段與離風段的夾角小於180度。這些第一鰭片與這些導熱夾片交錯排列，且這些第一鰭片分別結合於這些導熱夾片之這些近風段，以令這些第一鰭片形成傾斜且間隔排列的多個第一流道。這些第二鰭片與這些導熱夾片交錯排列，且這些第二鰭片分別結合於這些導熱夾片之這些離風段，以令這些第二鰭片與這些第一鰭片的夾角小於180度，以及令這些第二鰭片形成傾斜且間隔排列的多個第二流道，且這些第一流道連通這些第二流道。

本發明所揭露的散熱裝置，包含一熱源、一氣流產生器及一如上所述之散熱器。氣流產生器位於熱源上方。散熱器位於熱源與氣流產生器之間，散熱器熱接觸於熱源，且這些第二鰭片較這些第一鰭片靠近熱源。

根據上述實施例所揭露的散熱器與散熱裝置，透過傾斜設置的第一鰭片與第二鰭片的導引，可強迫散熱氣流在第一流道與第一鰭片劇烈碰撞，以及強迫散熱氣流在第二流道內與第二鰭片劇烈碰撞。如此一來，即可提升散熱氣流與散熱器間之熱交換效率，進而提升散熱裝置與散熱器的散熱效能。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範 與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

1、2‧‧‧散熱裝置

10‧‧‧熱源

20‧‧‧氣流產生器

30‧‧‧散熱器

32‧‧‧第一流道

34‧‧‧第二流道

100、100’‧‧‧導熱夾片

110‧‧‧近風段

111‧‧‧第一穿孔

120‧‧‧離風段

130‧‧‧組接段

140‧‧‧延伸段

141‧‧‧第二穿孔

200‧‧‧第一鰭片

210‧‧‧第一側緣

220‧‧‧第三穿孔

300‧‧‧第二鰭片

310‧‧‧第二側緣

400‧‧‧熱管

410‧‧‧吸熱段

420‧‧‧散熱段

430‧‧‧彎曲段

第1圖為根據本發明第一實施例所述之散熱裝置的立體示意圖。

第2圖為第1圖之分解示意圖。

第3圖為第2圖之單一個導熱夾片的側視示意圖。

第4圖為第1圖之散熱裝置的側視示意圖。

第5圖為第4圖之第一鰭片與第二鰭片的局部側視示意圖。

第6圖為根據本發明第二實施例所述之散熱裝置的側視示意圖。

第7圖為根據本發明第三實施例所述之第一鰭片與第二鰭片的局部側視示意圖。

請參閱第1圖至第2圖。第1圖為根據本發明第一實施例所述之散熱裝置的立體示意圖。第2圖為第1圖之分解示意圖。

本實施例之散熱裝置1包含一熱源10、一氣流產生器20及一散熱器30。熱源10例如為中央處理器或顯示晶片。氣流產生器20例如為軸流式風扇，位於熱源10上方。散熱器30位於熱源10與氣流產生器20之間。散熱器30熱接觸於熱源10，以將熱源10所產生之熱量傳導至散熱器30上。氣流產生器20用以產生一散熱氣流來帶走熱源10所產生的熱量。

詳細來說，請參閱第2圖至第5圖。第3圖為第2圖之單一個導熱夾片的側視示意圖。第4圖為第1圖之散熱裝置的側視示意圖。第5圖為第4圖之第一鰭片與第二鰭片的局部側視示意圖。

散熱器30包含多個導熱夾片100、多個第一鰭片200、多個第二鰭片300及一熱管400。

本實施例之導熱夾片100之寬度W1小於第一鰭片200與第二鰭片300的寬度W2，且大於熱源10的寬度W3。每一導熱夾片100包含相連的一近風段110、一離風段120、一組接段130及一延伸段140。近風段110較離風段120靠近氣流產生器20，並具有一第一穿孔111。近風段110與離風段120分別傾斜地連接於組接段130之相對兩側，且近風段110與離風段120的夾角θ1小於180度。這些組接段130接續組接，且令這些近風段110彼此保持一間隙，以及令這些離風段120彼此保持一間隙。

延伸段140連接於離風段120遠離近風段110之一側，延伸段140具有一第二穿孔141。本實施例之第二穿孔141為有缺口形式之穿孔，但並不以此為限，在其他實施例中，第二穿孔141也可以是無缺口形式之穿孔。

此外，在本實施例中，延伸段140與離風段120的夾角為鈍角，但並不以此為限，在其他實施例中，延伸段140與離風段120的夾角也可為銳角，或者延伸段140亦可平行於離風段120。

這些第一鰭片200與這些導熱夾片100交錯排列，且這些第一鰭片200分別結合於這些導熱夾片100之這些近風段110。透過這些導熱夾片100之近風段110的間隔，使得這些第一鰭片200未被導熱夾片100之近風段110夾住的部分形成傾斜且間隔排列的多個第一流道32。此外，這些第一鰭片200各具有一第三穿孔220，第三穿孔220對齊第一穿孔111。

這些第二鰭片300與這些導熱夾片100交錯排列，且這些第二鰭片300分別結合於這些導熱夾片100之這些離風段120。透過這些導熱夾片 100之近風段110的導引與間隔，使得這些第二鰭片300與這些第一鰭片200的夾角θ2小於180度，以及這些第二鰭片300未被導熱夾片100之離風段120夾住的部分形成傾斜且間隔排列的多個第二流道34。並且，這些第二流道34連通這些第一流道32。

其中，上述之第一鰭片200、第二鰭片300與導熱夾片100的結合方式例如為鉚接、螺合或黏貼。詳細來說，在本實施例中，是先將這些第一鰭片200與這些第二鰭片300分別夾在這些導熱夾片100之間，再一併將這些第一鰭片200鉚接於導熱夾片100之近風段110上，以及將這些第二鰭片300鉚接於導熱夾片100之離風段120上。此種結合方式能夠提升散熱器30的生產效率。

上述之導熱夾片100的厚度例如介於0.8毫米至2毫米之間。在本實施例中導熱夾片100的厚度係以1毫米為例，即令各第一鰭片200可形成1毫米寬之第一流道32，以及令各第二鰭片300可形成1毫米寬之第二鰭片300之間隙。如此一來，各第一鰭片200與各第二鰭片300除了可密集排列而具有較大的散熱面積之外，第一流道32與第二流道34又有足夠之寬度來供散熱氣流順暢地通過。

熱管400包含一吸熱段410、一放熱段420及一彎曲段430。熱管400之吸熱段410穿設這些延伸段140之這些第二穿孔141。熱管400之放熱段420貫穿這些第一鰭片200之這些第三穿孔220與這些近風段110這些第一穿孔111。彎曲段430銜接吸熱段410與放熱段420。熱管400之吸熱段410凸出於延伸段140之底緣，並與熱源10熱接觸。吸熱段410吸收到的熱量會透過彎曲段430傳導至放熱段420，再傳導至各第一鰭片200，以令熱源10所產生 的熱量較均勻且快速地傳導至散熱器30。

更詳細來說，如第5圖所示，本實施例之這些第一鰭片200各具有遠離氣流產生器20的一第一側緣210。這些第二鰭片300各具有鄰近氣流產生器20的一第二側緣310。這些第一鰭片200之這些第一側緣210分別鄰近於這些第二鰭片300之這些第二側緣310，並彼此相對齊。此外，這些第一鰭片200之這些第一側緣210與這些第二鰭片300之這些第二側緣310保持一間隙，使得這些第一流道32與這些第二流道34之間具有空隙，而可供外部氣流f流入。

接著說明本實施例之散熱器30的散熱原理。如第4圖與第5圖所示，氣流產生器20產生一散熱氣流F。散熱氣流F之起始流向(散熱氣流F未接觸至第一散熱鰭片時的流動方向)與第一鰭片200保持一第一銳角θ3。第一銳角θ3例如介於30度至60度。並且，散熱氣流F之起始流向(散熱氣流F未接觸至第一散熱鰭片之流向)與第二鰭片300保持一第二銳角θ4。第二銳角θ4例如介於30度至60度。

如第5圖所示，當散熱氣流F進入第一流道32時，傾斜設置的第一鰭片200可導引散熱氣流在第一流道32內劇烈碰撞第一鰭片200，來將自熱源10傳導至散熱器30上之熱量帶走。也就是說，傾斜設置的第一鰭片200可強迫散熱氣流F與各第一鰭片200之表面熱接觸，進而能有效提升散熱器30之散熱效能。換言之，傾斜設置之第一鰭片200將可避免散熱氣流F受到氣旋之阻礙而無法充份地和第一鰭片200進行熱交換。如此一來，將能夠提升散熱氣流對散熱器30的散熱效能。

同理，當散熱氣流F自第一流道32進入第二流道34時，傾斜設置的第二鰭片300亦可導引散熱氣流在第二流道34內劇烈碰撞第二鰭片 300，以將自熱源10傳導至散熱器30上之熱量帶走。如此一來，將能夠提升散熱氣流對散熱器30的散熱效能。

第一實施例之散熱裝置1具有熱管400，但並不以此為限，在其他實施例中，散熱裝置亦可不具有熱管。請參閱第6圖。第6圖為根據本發明第二實施例所述之散熱裝置的側視示意圖。

本實施例之散熱裝置2之導熱夾片100’與第一實施例之導熱夾片100相似，其差異在於本實施例之導熱夾片100’無延伸段140。由於導熱夾片100無延伸段140，且導熱夾片100之離風段120之底緣與第二鰭片300之底緣切齊共同形成一連續面來和熱源10熱接觸，故可進一步提升熱源10與散熱器30之間的熱交換效率。

第一實施例之第一鰭片200之第一側緣210對齊第二鰭片300之第二側緣310，但並不以此為限。請參閱第7圖。第7圖為根據本發明第三實施例所述之第一鰭片與第二鰭片的局部側視示意圖。

在本實施例中，這些第一鰭片200各具有遠離氣流產生器20的一第一側緣210。這些第二鰭片300各具有鄰近氣流產生器20的一第二側緣310。這些第一鰭片200之這些第一側緣210分別鄰近於這些第二鰭片300之這些第二側緣310，並彼此相錯位。

透過這些第一鰭片200與這些第二鰭片300的錯位關係，第一流道32內之散熱氣流F可一分為二地流入相鄰的二第二流道34內，以擴大散熱氣流F對散熱器30的散熱區域。

根據上述實施例所揭露的散熱器與散熱裝置，透過傾斜設置的第一鰭片與第二鰭片的導引，可強迫散熱氣流在第一流道與第一鰭片劇烈碰 撞，以及強迫散熱氣流在第二流道內與第二鰭片劇烈碰撞。如此一來，即可提升散熱氣流與散熱器間之熱交換效率，進而提升散熱裝置與散熱器的散熱效能。

雖然本發明的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，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做這些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

30‧‧‧散熱器

100‧‧‧導熱夾片

110‧‧‧近風段

111‧‧‧第一穿孔

120‧‧‧離風段

130‧‧‧組接段

140‧‧‧延伸段

141‧‧‧第二穿孔

200‧‧‧第一鰭片

220‧‧‧第三穿孔

300‧‧‧第二鰭片

400‧‧‧熱管

Claims (10)

1. 一種散熱器，包含：多個導熱夾片，每一該導熱夾片包含相連的一近風段及一離風段，該近風段與該離風段的夾角小於180度；多個第一鰭片，該些第一鰭片與該些導熱夾片交錯排列，且該些第一鰭片分別結合於該些導熱夾片之該些近風段，以令該些第一鰭片形成傾斜且間隔排列的多個第一流道；以及多個第二鰭片，該些第二鰭片與該些導熱夾片交錯排列，且該些第二鰭片分別結合於該些導熱夾片之該些離風段，以令該些第二鰭片與該些第一鰭片的夾角小於180度，以及令該些第二鰭片形成傾斜且間隔排列的多個第二流道，且該些第二流道連通於該些第一流道，其中，該些第一鰭片與該些第二鰭片保持一間隙。
2. 如請求項1所述之散熱器，其中每一該導熱夾片的厚度介於0.8毫米至2毫米。
3. 如請求項1所述之散熱器，其中該些導熱夾片之寬度皆小於該些第一鰭片之寬度與該些第二鰭片之寬度。
4. 如請求項1所述之散熱器，其中每一該導熱夾片更包含一組接段，該近風段與該離風段分別連接於該組接段之相對兩側，該些導熱夾片之該些組接段接續組接。
5. 如請求項1所述之散熱器，更包含一熱管，該熱管包含一吸熱段、一放熱段及一彎曲段，該彎曲段銜接該吸熱段與該放熱段，每一該導熱夾片更包含一延伸段，該延伸段連接於該離風段遠離該近風段之一側，該熱管之該吸熱段 貫穿該些延伸段，該熱管之該放熱段貫穿該些第一鰭片與該些近風段。
6. 如請求項1所述之散熱器，其中該些第一鰭片各具有一第一側緣，該些第二鰭片各具有一第二側緣，該些第一側緣分別鄰近於該些第二側緣，並彼此相錯位。
7. 一種散熱裝置，包含：一熱源；一氣流產生器，位於該熱源上方；以及一如請求項1至6中之任一項所述之散熱器，該散熱器位於該熱源與該氣流產生器之間，該散熱器熱接觸於該熱源，且該些第二鰭片較該些第一鰭片靠近該熱源。
8. 如請求項7所述之散熱裝置，其中該氣流產生器用以產生一散熱氣流，該散熱氣流流經該些第一流道與該些第二流道，且該些第一鰭片與該散熱氣流之流向夾一第一銳角，以及該些第二鰭片與該散熱氣流之流向夾一第二銳角。
9. 如請求項8所述之散熱裝置，其中該第一銳角介於30度至60度之間，該第二銳角介於30度至60度之間。
10. 如請求項7所述之散熱裝置，其中該些導熱夾片之寬度大於等於該熱源的寬度。