TWI599308B - 散熱裝置 - Google Patents

Description

散熱裝置

本發明係關於一種散熱裝置，尤其是一種可依據熱源產生區域設置散熱柱的散熱裝置。

按，由於電子產品中的電子元件會在運作時產生發熱現象，因此長久以來，許多電子產品中都裝設有散熱器，透過熱傳導的方式，由散熱器將電子產品運作時所產生的熱能帶走，使電子產品得以維持穩定運作。其中，一般散熱器的散熱結構多為散熱鰭片或散熱柱，但近年來電子產品輕薄化且高性能的發展趨勢，使得電子產品運作時的發熱溫度提高，加上散熱空間受限等因素，光靠散熱器上的散熱鰭片或散熱柱已不足以有效散熱，常造成熱淤積的現象，使電子產品容易產生效能不穩定的狀況，影響電子產品的可靠度，甚至發生熱當機等問題。

因此，請參照第1圖，其係一種習知的散熱裝置9，該習知的散熱裝置9具有一底座91及數個散熱片92，該底座91的一端面凸設有數個散熱柱911，各該散熱片92設有可與該數個散熱柱911呈緊配對應的數個開孔921，使該數個散熱片92可依序匹配套入該數個散熱柱911；據此，該數個散熱片92可進一步地增加該散熱裝置9的散熱面積，達到提升散熱效率的功效。類似於該習知散熱裝置9的一實施例已揭露於中華民國公告第I411383號「具有散熱片的柱狀散熱器」專利案當中。

然而，該習知散熱裝置9的散熱效率要好，其散熱片92的 數量就一定要夠多，使得整體散熱裝置9的厚度難以薄化，重量也難以減輕，無法適用於大多數輕薄化設計的電子產品中。再者，該習知散熱裝置9的數個散熱柱911與該底座91一體相連且呈陣列狀排列，故無論熱源的熱分佈狀況如何，該習知散熱裝置9的各構件都不具有可調整性；亦即，該習知散熱裝置9對應到電子產品中熱度不高處的部位，其實對散熱並沒有實質幫助，只是浪費設置該些構件的成本而已。

有鑑於此，習知的散熱裝置確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種散熱裝置，可大幅提升各散熱柱的散熱效率，無須設置散熱片即可達到具有良好的散熱效果。

本發明提供一種散熱裝置，可依據熱源分佈狀況設置散熱柱。

本發明的散熱裝置，用以裝設於一發熱物件，該散熱裝置包含：一導熱基座，該導熱基座設有數個插孔，各該插孔中設有一結合部，各該散熱柱的至少一端設有一組裝部，該數個散熱柱分別由該組裝部插入對應的插孔並結合至該結合部，該導熱基座接觸該發熱物件的熱源處定義出至少一個發熱區；及數個散熱柱，該數個散熱柱設於該發熱區且分別插置定位於對應的插孔，各該散熱柱的外周面設有一導熱矽膠層。

據此，本發明的散熱裝置，藉由在各散熱柱的外周面設有一導熱矽膠層，以大幅提升各散熱柱的散熱效率，無須設置散熱片即可達到十分良好的散熱效果，故整體散熱裝置的厚度將得以薄化，重量亦得以減輕，可適用於輕薄化設計的電子產品中。另，本發明的散熱裝置利用可拆裝式的散熱柱，依據熱源的分佈狀況，只針對需要加強散熱的位置設置散熱柱，可避免在不必要的位置上設置散熱柱而徒增成本，故可降低整體散熱裝置的製造成本與重量，及提高散熱效益。

其中，該插孔的結合部為內螺紋，該組裝部為設於該散熱柱外周面的外螺紋；該結構簡易而便於加工成型，且使各該散熱柱可快速地與該導熱基座結合或分離，具有降低製造成本及提升組裝便利性等功效。

其中，該結合部為設於該插孔中的一磁吸元件，該組裝部為設於該散熱柱端面的一可被磁吸的結構體，或是相反設置，使各該散熱柱可快速地與該導熱基座結合或分離，具有提升組裝便利性等功效。

其中，該導熱矽膠層完整包覆於該散熱柱的外周面且避開該組裝部，避免該導熱矽膠層影響該散熱柱與該導熱基座的結合穩固性，並使該導熱矽膠層能對該散熱柱發揮最佳的散熱效果。

其中，各該散熱柱的二端分別設有一組裝部，使該散熱柱兼可作為串接二導熱基座的構件，具有提升實用性等功效。

其中，各該插孔的深度小於該散熱柱軸向長度的一半，使相互串接的導熱基座之間可形成風道，以由氣流帶走散熱柱所吸收的熱能，具有提升散熱效率等功效。

其中，該導熱基座具有相對的一第一端面及一第二端面，以及連接該第一端面及該第二端面的一環周面，其中數個插孔設於該第一端面，另外數個插孔設於該環周面；該結構使數個導熱基座可縱向串接或水平延伸串接，以因應不同散熱面積的需求。

其中，設於該環周面的插孔的深度大於或等於該散熱柱軸向長度的一半，使任二相鄰導熱基座的環周面可相抵接，以適合於組裝空間有限的發熱物件中。

其中，各該散熱柱的導熱矽膠層具有微結構，以增加該導熱矽膠層的散熱總表面積，達到更進一步提升散熱效率等功效。

其中，各該散熱柱的導熱矽膠層外另設有一石墨烯層，由該石墨烯層有效增加各該散熱柱的散熱效率，使散熱柱的總數量得以減少， 具有降低整體散熱裝置的製造成本及重量等功效。

其中，各該散熱柱的石墨烯層具有微結構，以增加該石墨烯層的散熱總表面積，達到更進一步提升散熱效率等功效。

〔本發明〕

1‧‧‧導熱基座

1a‧‧‧第一端面

1b‧‧‧第二端面

1c‧‧‧環周面

11‧‧‧插孔

111‧‧‧結合部

2‧‧‧散熱柱

21‧‧‧組裝部

22‧‧‧導熱矽膠層

221‧‧‧微結構

3‧‧‧散熱柱

31‧‧‧組裝部

32‧‧‧導熱矽膠層

33‧‧‧石墨烯層

331‧‧‧微結構

4‧‧‧散熱柱

41‧‧‧組裝部

42‧‧‧導熱矽膠層

H‧‧‧發熱區

〔習用〕

9‧‧‧散熱裝置

91‧‧‧底座

911‧‧‧散熱柱

92‧‧‧散熱片

921‧‧‧開孔

第1圖：一種習知散熱裝置的立體分解結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例的立體結構示意圖。

第2a圖：本發明第一實施例的俯視結構示意圖。

第3圖：本發明第一實施例的局部剖視立體分解結構示意圖。

第4圖：本發明第一實施例的側剖結構示意圖。

第5圖：本發明第一實施例的散熱柱的橫剖結構示意圖。

第6圖：本發明第一實施例的散熱柱在導熱矽膠層設有微結構的橫剖結構示意圖。

第7圖：本發明第二實施例的側剖結構示意圖。

第8圖：本發明第二實施例的散熱柱的橫剖結構示意圖。

第9圖：本發明第二實施例的散熱柱在石墨烯層設有微結構的橫剖結構示意圖。

第10圖：本發明第三實施例以長型散熱柱串接時的立體分解結構示意圖。

第11圖：本發明第三實施例以長型散熱柱串接時的組合立體結構示意圖。

第12圖：本發明第三實施例以短型散熱柱串接時的立體分解結構示意圖。

第13圖：本發明第三實施例以短型散熱柱串接時的組合立體結構示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2圖，其係本發明散熱裝置的第一實施例，該散熱裝置大致上包含一導熱基座1及數個散熱柱2，該數個散熱柱2插置定位於該導熱基座1。

請參照第2、2a圖，該導熱基座1係由導熱性良好的材質(例如銅或碳化矽等)製成，用以接觸一發熱物件(圖未繪示)的熱源，將熱源處的熱能快速傳導至該數個散熱柱2；另，該導熱基座1接觸該發熱物件的熱源處可對應形成至少一個發熱區H。

請參照第2、3圖，該導熱基座1設有數個插孔11，各該插孔11的橫截面形狀不限，以能夠供單一個散熱柱2插置定位為原則。該導熱基座1具有相對的一第一端面1a及一第二端面1b，以及連接該第一端面1a及該第二端面1b的一環周面1c；在本實施例中，各該插孔11從該第一端面1a朝該第二端面1b延伸，但未貫穿至該第二端面1b而形成盲孔型態。

為提升該數個散熱柱2插置定位於該導熱基座1的穩固性，各該插孔11中可設有一結合部111，各該散熱柱2的至少一端則設有一組裝部21，該數個散熱柱2分別由該組裝部21插入對應的插孔11並結合至該結合部111。例如但不限制地，該插孔11的結合部111可以為內螺紋，該組裝部21則可以是設於該散熱柱2外周面的外螺紋；又或者如第7圖所示，該結合部111可選擇為設於該插孔11中的一磁吸元件(例如磁鐵)，該組裝部21則是設於該散熱柱2端面的一可被磁吸的結構體(例如鐵片)，或是相反設置。此外，該結合部111與該組裝部21的結合方式還可以是緊配或卡固等任意的結合結構。

請參照第3、4圖，各該散熱柱2的外周面設有一導熱矽膠層22，以大幅提升各該散熱柱2的散熱效率，即使不另設置散熱片，也能達到良好的散熱效果。其中，導熱矽膠受熱後具有黏性，故並不用在各該散熱柱2的外周面塗佈黏劑，即可使該導熱矽膠層22穩固結合在該散熱柱2的外周面。又，該導熱矽膠層22較佳完整包覆於該散熱柱2的外周面且避開該組裝部21，避免該導熱矽膠層22影響該散熱柱2與該導熱基座1的結合穩固性，並使該導熱矽膠層22能對該散熱柱2發揮最佳的散熱效果；在其他實施例中，該導熱矽膠層22也可以是如同膠帶般捲繞在該散熱柱2的外周面。

值得一提的是，在LED的製程中，多餘的導熱矽膠會被視為廢料，而本發明可以將該些導熱矽膠回收，並將其結合至各該散熱柱2的外周面，不僅能大幅提升各該散熱柱2的散熱效率，還能回收利用廢料以符合環保概念，且相較於以往另設數個散熱片92套合於數個散熱柱911以提升散熱效率的方式(請配合參照第1圖)，本發明的散熱柱2的製造成本可相對降低很多。

此外，請再參照第2、2a圖，本發明可以預製多數個相同的導熱基座1，並使每個導熱基座1上滿佈插孔11而可適用不同的散熱需求；也就是說，使用時，只要依據當次所要裝設的發熱物件的熱源分布狀況選擇適當數量的散熱柱2，並使該數個散熱柱2插置於該導熱基座1後可對位至該導熱基座1的發熱區H即可，且還能隨時增減該散熱柱2的數量或改變其插置位置，具有提升組裝效率及使用便利性等功效，並兼可減輕該導熱基座1的重量。或者，該導熱基座1也可以依據所要裝設的發熱物件的熱源分布狀況來訂製，準確選擇開設插孔11的位置與數量，使該數個散熱柱2組裝後恰可對位於高熱處，以有效發揮良好的散熱效果，又不會浪費成型插孔11及該數個散熱柱2的成本。

承上，本發明的散熱裝置利用非一體相連的導熱基座1與散熱柱2，使各該散熱柱2可拆裝地結合於該導熱基座1，以因應不同的散熱需求，將該數個散熱柱2準確對位在需要加強散熱的位置，可避免在不必要的位置上設置散熱柱2而徒增成本，故可降低整體散熱裝置的製造成本與重量，及提高散熱效益。

請參照第4、5圖，各該散熱柱2的導熱矽膠層22的外表面可以設為光滑面型態；或是如第6圖所示，再例如以雷射加工等方式處理，使該導熱矽膠層22產生微結構221，以增加該導熱矽膠層22外表面的表面積，從而增加該導熱矽膠層22的散熱總表面積，達到更進一步提升散熱效率等功效。

請參照第7圖，其係本發明散熱裝置的第二實施例，本發明的第二實施例大致上同於上述的第一實施例，其主要差異在於：本發明第二實施例的各散熱柱3外都另設有一石墨烯層33。

詳言之，本實施例的各該散熱柱3可以在其至少一端設有一組裝部31，以依據該導熱基座1上的發熱區，由該組裝部31插入導熱基座1上對應的插孔11，並與該插孔11中的結合部111結合。各該散熱柱3的外周面同樣設有一導熱矽膠層32，而該導熱矽膠層32外另設有一前述的石墨烯層33，以由該石墨烯層33有效增加各該散熱柱3的散熱效率；故，本實施例的散熱裝置能以更少數量的散熱柱3達到與前述第一實施例相同的散熱效率，並藉由減少散熱柱3的總數量，降低整體散熱裝置的製造成本及重量。例如但不限制地，可選擇將石墨烯塗佈於各該散熱柱3的導熱矽膠層32外表面，以形成該石墨烯層33。

請參照第8圖，各該散熱柱3最外層的石墨烯層33的外表面可以設為光滑面型態；或是如第9圖所示，再例如以雷射加工等方式處理，使該石墨烯層33產生微結構331，以增加該石墨烯層33外表面的表 面積，從而增加該石墨烯層33的散熱總表面積，達到更進一步提升散熱效率等功效。

請參照第10圖，其係本發明散熱裝置的第三實施例，本發明的第三實施例大致上同於上述的第一實施例，其主要差異在於：本發明第三實施例可以在散熱柱4的二端分別設有一組裝部41，使該散熱柱4兼可作為串接二導熱基座1的構件。

詳言之，本實施例可選擇將每個導熱基座1視為一個單元體，藉由數個散熱柱4作縱向串接或水平延伸串接，以組合出符合不同散熱面積需求的散熱裝置。即，本實施例的導熱基座1除了在第一端面1a設有數個插孔11外，亦於導熱基座1的環周面1c設有數個插孔11，各該插孔11中設有一結合部111，供該散熱柱4任一端的組裝部41結合。

其中，當各該插孔11的深度小於該散熱柱4軸向長度的一半時，若欲使二個導熱基座1縱向串接，則可將該二個導熱基座1的第一端面1a相對，以便數個散熱柱4分別將二端的組裝部41插入相對的插孔11並結合至該結合部111，由該數個散熱柱4共同支撐該二個導熱基座1，使縱向串接的該二個導熱基座1的第一端面1a維持相間隔以形成一風道，令氣流得以流通於該二個導熱基座1之間，以便帶走該數個散熱柱4所吸收的熱能。

請參照第11圖，若欲使二個或二個以上的導熱基座1水平延伸串接，則可將任二相鄰導熱基座1的環周面1c相對，以便數個散熱柱4分別將二端的組裝部41插入相對的插孔11並結合至該結合部111，由該數個散熱柱4共同串接該二個或二個以上的導熱基座1，以構成一個較大片的散熱裝置。又，由於各該插孔11的深度小於該散熱柱4軸向長度的一半，故水平延伸串接的該二個或二個以上的導熱基座1的環周面1c之間均可相間隔以形成一風道，令氣流得以流通於任二相鄰的導熱基座1之間， 以便帶走該數個散熱柱4所吸收的熱能。其中，各該導熱基座1的第一端面1a可以再依據當次所要裝設的發熱物件的熱源分布狀況，於適當處插置適當數量的散熱柱4，使各該散熱柱4可對位至該導熱基座1的發熱區H，以針對發熱物件的高熱處快速散熱；而插置在各該導熱基座1的第一端面1a的散熱柱4，可以僅一端設有組裝部41，或是二端均設有組裝部41，本發明不加以限制。

請參照第12、13圖，當各該插孔11的深度大於或等於該散熱柱4軸向長度的一半，水平延伸串接二個或二個以上的導熱基座1時，用以串接任二相鄰導熱基座1的散熱柱4可完全沒入相對的二插孔11中，使得任二相鄰導熱基座1的環周面1c可相抵接，較適合使用在組裝空間有限的發熱物件中。

其中，第10~13圖中各該散熱柱4的外周面都至少設有一導熱矽膠層42，而該導熱矽膠層42外也可另設有一石墨烯層(圖未繪示)，故本發明第三實施例的散熱柱4仍具有良好的散熱效率。

綜上所述，本發明的散熱裝置，藉由在各散熱柱的外周面設有一導熱矽膠層，以大幅提升各散熱柱的散熱效率，無須設置散熱片即可達到十分良好的散熱效果，故整體散熱裝置的厚度將得以薄化，重量亦得以減輕，可適用於輕薄化設計的電子產品中。另，本發明的散熱裝置具有可拆裝式的散熱柱，而可依據熱源分佈狀況，只針對需要加強散熱的位置設置散熱柱，可避免在不必要的位置上設置散熱柱而徒增成本，故可降低整體散熱裝置的製造成本與重量，及提高散熱效益。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，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‧‧‧導熱基座

1a‧‧‧第一端面

1b‧‧‧第二端面

1c‧‧‧環周面

11‧‧‧插孔

2‧‧‧散熱柱

22‧‧‧導熱矽膠層

Claims (11)

1. 一種散熱裝置，用以裝設於一發熱物件，該散熱裝置包含：一導熱基座，該導熱基座設有數個插孔，各該插孔中設有一結合部，各該散熱柱的至少一端設有一組裝部，該數個散熱柱分別由該組裝部插入對應的插孔並結合至該結合部，該導熱基座接觸該發熱物件的熱源處定義出至少一個發熱區；及數個散熱柱，該數個散熱柱設於該發熱區且分別插置定位於對應的插孔，各該散熱柱的外周面設有一導熱矽膠層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中，該插孔的結合部為內螺紋，該組裝部為設於該散熱柱外周面的外螺紋。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中，該結合部為設於該插孔中的一磁吸元件，該組裝部為設於該散熱柱端面的一可被磁吸的結構體，或是相反設置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中，該導熱矽膠層完整包覆於該散熱柱的外周面且避開該組裝部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中，各該散熱柱的二端分別設有一組裝部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之散熱裝置，其中，各該插孔的深度小於該散熱柱軸向長度的一半。
7. 如申請專利範圍第5項所述之散熱裝置，其中，該導熱基座具有相對的一第一端面及一第二端面，以及連接該第一端面及該第二端面的一環周面，其中數個插孔設於該第一端面，另外數個插孔設於該環周面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之散熱裝置，其中，設於該環周面的插孔的深度大於或等於該散熱柱軸向長度的一半。
9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之散熱裝置，其中，各該散熱柱的導熱矽膠層具有微結構。
10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之散熱裝置，其中，各該散熱柱的導熱矽膠層外另設有一石墨烯層。
11. 如申請專利範圍第10項所述之散熱裝置，其中，各該散熱柱的石墨烯層具有微結構。