TWI686126B

TWI686126B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI686126B
Application number: TW107141431A
Authority: TW
Inventors: 郭至銘
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-02-21
Also published as: TW202021446A

Abstract

一種電子裝置包含一電路板、一處理單元、一散熱模組及一固定模組。電路板包括一第一表面與一第二表面。處理單元設置於第一表面並電連接於電路板。散熱模組包括一覆蓋於處理單元的導熱板及多個間隔排列設置於導熱板的散熱鰭片。固定模組包括一基座及一彈性固定環。基座設置於電路板的第二表面，並具有一抵接於第二表面的架體及兩個自架體兩相反側延伸的支臂。彈性固定環具有兩個相間隔地通過散熱鰭片之間的間隙並抵接於導熱板且延伸至電路板的第二表面的延伸段，及兩個連接於延伸段且可分離地分別套設於基座的支臂的套接段。

Description

電子裝置

本發明是有關於一種電子裝置，特別是指一種具有散熱鰭片的電子裝置。

現今的電子產品除了功能越來越多元，效能越來越強大，整體外觀也朝向輕薄短小的概念演進。在電子產品內部空間有限的情況下，電子產品中的電路板也因此對應設計極小化，電路板上的處理晶片的規格、尺寸則為了達到更高的效能而對應設計極大化，造成處理晶片上的散熱板大小與電路佈線空間受拘束的情形發生。舉例來說，由於處理晶片尺寸增加，效能增加，功率、發熱量也跟著增加，於處理晶片上設置的散熱板也最好能盡量完整覆蓋處理晶片以達到最好的散熱效果。現有的散熱板大多需要特定的固定機構，以將散熱板固定於處理晶片。常見的固定機構有例如在電路板上形成穿孔，並藉由塑膠螺柱穿設於散熱板與穿孔，使散熱板與電路板相對固定，也有例如在電路板上裝設兩個錨鉤座，並利用一兩端分別連接於該等錨鉤座的彈簧線綁設該散熱板。然而，不論是哪種方式，皆會造成電路板上形成無法佈線的空間，或對處理晶片造成尺寸、形狀上的限制。對於要在面積有限的電路板上將處理晶片效能極大化，提升散熱板覆蓋面積與確保電路板的佈線空間兩者無疑是電路設計者所欲達成的課題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種能達到散熱模組面積極大化且能確保電路板上的佈線空間的電子裝置。

於是，本發明電子裝置在一些實施態樣中，是包含一電路板、一處理單元、一散熱模組及一固定模組。該電路板包括位於相反側的一第一表面與一第二表面，及位於相反側且連接於該第一表面與該第二表面的兩側緣。該處理單元設置於該第一表面並電連接於該電路板。該散熱模組包括一覆蓋於該處理單元的導熱板，及多個間隔排列設置於該導熱板的散熱鰭片，該等散熱鰭片界定出多個間隙。該固定模組套設於該電路板與該散熱模組以使該散熱模組迫緊於該處理單元，並包括一基座及一彈性固定環。該基座設置於該電路板的第二表面，並具有一抵接於該第二表面的架體，及兩個自該架體兩相反側延伸的支臂。該彈性固定環具有兩個相間隔地通過該等間隙並抵接於該導熱板且延伸至該電路板的第二表面的延伸段，及兩個連接於該等延伸段且可分離地分別套設於該基座的該等支臂的套接段。

在一些實施態樣中，該處理單元包括一第一處理器，及多個厚度小於該第一處理器的第二處理器，該導熱板貼附於該第一處理器，該架體呈環形且設置位置對應於該第一處理器。

在一些實施態樣中，該架體具有至少一圍繞成環形的連桿部，及設置於該連桿部並抵靠於該第二表面以使該連桿部與該第二表面間隔出一墊高空間的肩墊部。

在一些實施態樣中，該架體還具有多個彼此連接圍繞成環形的連桿部，該等肩墊部分別設置於該等連桿部兩兩連接處。

在一些實施態樣中，每一支臂具有兩個相互間隔且各以其中一端連接於該架體的側桿部，及一連接於該等側桿部的另一端的橫桿部，每一套接段套設固定於該等側桿部與該橫桿部的連接處。

在一些實施態樣中，每一側桿部具有一面向該第二表面的側表面，且該側表面朝遠離該第二表面的方向傾斜延伸至與該橫桿部連接處。

在一些實施態樣中，該彈性固定環還具有兩個相間隔地連接於該等延伸段的張力調整段，該等張力調整段能透過套設於該等散熱鰭片的不同者調整該彈性固定環施加於該散熱模組的壓力。

因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種不會減少電路板上的佈線空間的電子裝置。

於是，本發明電子裝置在一些實施態樣中，是包含一電路板、一處理單元、一散熱模組及一彈性固定環。該電路板包括位於相反側的一第一表面與一第二表面，及位於相反側且連接於該第一表面與該第二表面的兩側緣。該處理單元設置於該第一表面並電連接於該電路板。該散熱模組包括一覆蓋於該處理單元的導熱板，及多個間隔排列設置於該導熱板的散熱鰭片，該等散熱鰭片界定出多個間隙。該彈性固定環套設於該電路板與該散熱模組，並包括兩個相間隔地抵接於該電路板的該第二表面且延伸至該導熱板的延伸段，及兩個連接於該等延伸段且可分離地分別套設於該等散熱鰭片的套接段。

在一些實施態樣中，該彈性固定環的材質為矽膠。

本發明至少具有以下功效：相較於現有的固定機構需要在電路板上打洞，或在電路板上設置錨鉤座，而佔去可佈線的空間，本發明電子裝置的固定模組是沿著電路板第二表面及電路板的側緣彎折套設於散熱模組，因此不會佔據電路板上的佈線空間，散熱模組也可以做到滿板設計，將散熱效果最佳化。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明電子裝置1之一第一實施例，具體可為一顯示卡、一網路介面卡、一記憶體或一音效卡等適用於藉由例如PCIE匯流排系統與一主機板(未圖示)的插槽電性連接的介面卡，但不以此等實施方式為限。參閱圖2至圖4，該第一實施例的電子裝置1包含一電路板2、一處理單元3、一散熱模組4，及一固定模組5。

該電路板2呈長板狀，並包括位於相反側的一第一表面21與一第二表面22、兩個位於相反側且連接於該第一表面21與該第二表面22的第一側緣23，及一連接於該等第一側緣23的第二側緣24，且於本實施例中，每一第一側緣23的長度大於第二側緣24的長度。此外，該電路板2的該第一表面21及該第二表面22實際上可設有多個其他電子元件及線路，但為了簡化圖式內容故未繪製出。

該處理單元3設置於該第一表面21且電性連接該電路板2，並包括一第一處理器31，及四個鄰近該第一處理器31的第二處理器32。該第一處理器31與該等第二處理器32於本實施例中可以是微處理器(Micro Control Unit)、中央處理器(Central Processing Unit)、系統單晶片(System on a Chip)、基板管理控制器(Baseboard Management Controller)、圖形處理器(Graphics processing unit)、擴展器(Expander controllers，例如: SAS Expander Controllers)等，且該第一處理器31的處理效能、發熱量、厚度、面積皆以大於每一第二處理器32為例說明。然而，該等第二處理器32的數量、排列方式並不以本實施例為限，而且本實施例也可以僅設置單一處理器，不以設置多個處理器31、32的實施方式為限。

該散熱模組4的材質為鋁合金，並以CNC加工製成，係用於該處理單元3的散熱功用。該散熱模組4設置於該處理單元3，並包括一導熱板41，及多個散熱鰭片42。該導熱板41覆蓋該處理單元3，且於本實施例中，該導熱板41是緊貼於該處理單元3的厚度較厚的該第一處理器31，該等第二處理器32是容置於該導熱板41與該電路板2之間藉由該第一處理器31間隔出的空間。由於該等第二處理器32發熱量較低，是以該等第二處理器32可不需與該導熱板41直接接觸。此外，在其他的實施態樣中，上述空間也可以再藏入其他電子元件，提高空間的使用率。

該等散熱鰭片42間隔排列設置於該導熱板41並界定出多個間隙。另配合參閱圖7，詳細地說，於本實施例中該等散熱鰭片42呈陣列排列地設置於該導熱板41，且該等間隙分為多個沿一第一方向D1間隔排列的第一間隙43，及多個沿一垂直該第一方向D1的第二方向D2間隔排列的第二間隙44，然而該等散熱鰭片42的排列方式可根據需要調整，不以此處揭露內容為限。

該固定模組5包括一基座51，及一彈性固定環52。該基座51的材質為塑膠，並藉由例如射出成型的方式一體成型製成。該基座51抵接於該電路板2的該第二表面22，並包括一架體511，及兩個自該架體511兩相反側延伸的支臂512。於本實施例中，該架體511具有四個彼此垂直地連接圍繞呈方形的連桿部511a，及四個分別設置於該等連桿部511a兩兩相接處且面朝該第二表面22的肩墊部511b。在其他的實施態樣中，架體511也可以只有一個連桿部511a，且連桿部511a圍繞出的形狀也可以是圓形或其他多邊形，並不以方形為限。另配合參閱圖5，該等肩墊部511b抵靠於該第二表面22，以使該等連桿部511a與該第二表面22間隔出一墊高空間511c。藉由該等肩墊部511b的設計，使該等連桿部511a不會直接接觸於該第二表面22。也就是說，於本實施例中該基座51佔用該第二表面22的接觸面積僅為四個肩墊部511b的面積總和，大大增加該第二表面22活用的空間(例如佈設線路或設置電容、電阻等電子元件)，其中該等肩墊部511b所設置的位置與該第一處理器31的四個端點位置對應，而該連桿部511a的形狀不以方形為限，只要是能供設置該等肩墊部511b使其設置位置與主要要散熱的電子元件(例如：第一處理器31)的端點位置對應即可，該墊高空間511c則適用於供該電路板2的該第二表面22上的電子元件(未圖示)對應容置，使電子元件可藏設於該等連桿部511a與該第二表面22之間。

該基座51的每一支臂512具有兩個相互間隔且各以其中一端連接於該架體511的側桿部512a，及一連接於該等側桿部512a的另一端的橫桿部512b。於本實施例中，該等側桿部512a是垂直地連接於該等連桿部511a，該等橫桿部512b是垂直地連接於該等側桿部512a，但不以本實施例揭露的內容為限。每一側桿部512a具有一面向該第二表面22的側表面512c，且該側表面512c與該架體511的連接處延伸一小段距離後朝遠離該第二表面22的方向傾斜延伸至與該橫桿部512b的連接處，因此該橫桿部512b與該第二表面22的最短距離大於該等連桿部511a與該第二表面22的最短距離。

該彈性固定環52概呈橢圓形，並具有兩個延伸段521、兩個套接段522，及兩個張力調整段523。另配合參閱圖5與圖6，該等延伸段521分別朝該等第一側緣23的方向延展拉伸，且相互平行地通過該等第一間隙43的其中兩排並抵接於該導熱板41，且緊貼於該等第一側緣23地延伸至該電路板2的該第二表面22。該等套接段522分別連接於該等延伸段521的兩端，且分別可分離地套設於該基座51的該等支臂512。於本實施例中，每一套接段522是套設固定於該架體511其中一側的該等側桿部512a與該橫桿部512b的連接處，且每一套接段522位於該等側表面512c上方的部份是收容於該墊高空間511c。藉由將該等套接段522套設於該等基座51，使拉伸後的該等延伸段521產生彈性收縮力，連動該等套接段522拉抬該基座51往該第二表面22的方向壓抵固定，該等延伸段521同時朝該第一表面21的方向壓抵該散熱模組4的該導熱板41，使該導熱板41更緊密地壓接於該第一處理器31，達到較佳熱傳導效果。由於該固定模組5在該電路板2上僅占用到部分的接觸該第二表面22的面積，也就是接觸第二表面22的肩墊部551b所占用的接觸面積，且該固定模組5是沿著該等第一側緣23固定該散熱模組4，因此並不會占用到該電路板2的該第一表面21上的空間，使該處理單元3的面積占用該電路板的面積比例可以做到極大化，佈線空間也多於以其他方式安裝該散熱模組4的現有的介面卡。此外，該散熱模組4也可以做到滿板設計，使該導熱板41的側邊幾乎切齊該電路板2的該等第一側緣23與該第二側緣24，而該散熱鰭片42分部於該散熱板41的面積比例，也可以做到極大化，而不用為了要預留固定件的空間而於散熱板41上規劃不得設置散熱鰭片42的面積，藉此以得到較佳的散熱效果。再者，該彈性固定環52的材質於本實施例中是選用矽膠，其材質特性除了是電絕緣體，也可耐高溫至攝氏220度，且不會因為溫度大幅改變而膨脹或收縮。運作中的積體電路中的散熱模組4的溫度約在攝氏50度到70度間，因此矽膠材質的該彈性固定環52在長期使用後也不容易因溫度效應而產生彈力疲乏或高溫脆化。

該等張力調整段523相互平行地連接於該等延伸段521並通過該等第二間隙44的其中兩排且抵接於該導熱板41。在一般狀態下，該等張力調整段523不會與該等散熱鰭片42產生相互作用力。另配合參閱圖7與圖8，由於電子裝置1於出廠前均須經過多種可靠度測試，包括散熱能力測試及振動測試，因此該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力須達到一預設數值。該固定模組5應用於不同實施態樣的電子裝置1時，可能會因為寬度(電路板2的第二側緣24的長度)的不同，造成該彈性固定環52被拉伸的程度不同，使該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力產生偏差而無法達到該預設數值。是以，該等張力調整段523能透過套設於該等散熱鰭片42的不同者彈性調整該彈性固定環52施加於該散熱模組4的壓力。為了更清楚地說明，定義每一延伸段521介於該等張力調整段523之間部分為第一延伸段521a，每一延伸段521介於張力調整段523與套接段522之間的部分為第二延伸段521b 。當該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力被檢測出低於該預設數值，可將該等張力調整段523一如圖7所示地彼此相向移動往較為接近該導熱板41的中心且較為靠近彼此的位置套設於該等散熱鰭片42，進而使該等張力調整段523彼此間的距離較小而在該等第一延伸段521a變得較鬆弛的同時，使該等第二延伸段521b變得較緊繃，連動的影響分別與對應的該等第二延伸段521b相連的該等套接段522也變得較緊繃，進而使該等套接段522對應的拉抬該基座51迫緊於該第二表面22，提高該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力。反之，當該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力被檢測出高於該預設數值，可將該等張力調整段523一如圖8所示地彼此反向移動往較為遠離該導熱板41的中心且較為遠離彼此的位置套設於該等散熱鰭片42，進而使該等張力調整段523彼此間的距離較大而在該等第一延伸段521a變得較緊繃的同時，使該等第二延伸段521b變得較鬆弛，連動的影響分別與對應的該等第二延伸段521b相連的該等套接段522也變得較為鬆弛而降低了拉抬該基座51迫緊於第二表面22的迫緊力，而使該基座51較為鬆開該第二表面22，降低該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力。此外，相較於現有的固定機構大多需要借助螺絲起子或其他工具才能拆解或安裝，本電子裝置1的固定模組5可直接徒手拆解與安裝，提高組裝的方便度。

參閱圖9至圖11，為本發明電子裝置1的一第二實施例，該電子裝置1包含一電路板2、一處理單元3、一散熱模組4，及一固定模組5。該第二實施例的該電路板2、該處理單元3、該散熱模組4與該第一實施例相同，其差異在於，該第二實施例的該固定模組5僅包含一與該第一實施例相同的彈性固定環52。該彈性固定環52套設於該電路板2與該散熱模組4，並包括兩個相間隔地抵接於該電路板2的第二表面22且往該電路板2的兩個第一側緣23的方向延伸至該散熱模組4的導熱板41的延伸段521，及兩個連接於該等延伸段521且可分離地分別套設於該散熱模組4的散熱鰭片42的套接段522。也就是說，該第二實施例的該彈性固定環52是從該電路板2的該第二表面22往上圈套固定該散熱模組4，使該散熱模組4迫緊於該處理單元3。當該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力被檢測出低於一預設數值，僅需將該等套接段522相向地往位於該導熱板41中央的該等散熱鰭片42移動至該等套接段522較為接近彼此的距離後再套設於該等散熱鰭片42的對應位置，即可增加該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力。反之，當該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力被檢測出高於該預設數值，亦僅需將該等套接段522反向地往遠離該導熱板41中央的該等散熱鰭片42移動至該等套接段522較為遠離彼此的距離後再套設於該等散熱鰭片42的對應位置，即可降低該散熱模組4壓抵於該處理單元3的壓力。

綜上所述，本發明電子裝置1的固定模組5是沿著電路板2第二表面22及電路板2的第二側緣24彎折套設於散熱模組4，因此不會佔據電路板2上的佈線空間，處理單元3、散熱模組4也可以做到滿板設計，將效能與散熱效果最佳化，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧電子裝置 2‧‧‧電路板 21‧‧‧第一表面 22‧‧‧第二表面 23‧‧‧第一側緣 24‧‧‧第二側緣 3‧‧‧處理單元 31‧‧‧第一處理器 32‧‧‧第二處理器 4‧‧‧散熱模組 41‧‧‧導熱板 42‧‧‧散熱鰭片 43‧‧‧第一間隙 44‧‧‧第二間隙 5‧‧‧固定模組 51‧‧‧基座 511‧‧‧架體 511a‧‧‧連桿部 511b‧‧‧肩墊部 511c‧‧‧墊高空間 512‧‧‧支臂 512a‧‧‧側桿部 512b‧‧‧橫桿部 512c‧‧‧側表面 52‧‧‧彈性固定環 521‧‧‧延伸段 521a‧‧‧第一延伸段 521b‧‧‧第二延伸段 522‧‧‧套接段 523‧‧‧張力調整段 D1‧‧‧第一方向 D2‧‧‧第二方向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明電子裝置的一第一實施例的一立體圖；圖2是該第一實施例的一局部放大圖；圖3是圖2的一底視圖；圖4是一立體分解圖，說明該第一實施例的一電路板、一處理單元、一散熱模組及一固定模組；圖5是一側視圖，說明該基座的一架體的多個連桿部與該電路板之間間隔出一墊高空間；圖6是一俯視圖，說明該彈性固定環套設於該散熱模組；圖7是一俯視圖，說明該彈性固定環的兩個張力調整段相向地套設於該散熱模組的散熱鰭片；圖8是一俯視圖，說明該彈性固定環的兩個張力調整段反向地套設於該散熱模組的散熱鰭片；圖9是本發明電子裝置的一第二實施例的一立體圖；圖10是該第二實施例的另一個角度的一立體圖；及圖11是一俯視圖，說明該第二實施例的一彈性固定環套設於該第二實施例的一散熱模組。

1‧‧‧電子裝置

2‧‧‧電路板

3‧‧‧處理單元

4‧‧‧散熱模組

5‧‧‧固定模組

Claims

一種電子裝置，包含：一電路板，包括位於相反側的一第一表面與一第二表面；一處理單元，設置於該第一表面並電連接於該電路板；一散熱模組，包括一覆蓋該處理單元的導熱板，及多個間隔排列設置於該導熱板的散熱鰭片，該等散熱鰭片界定出多個間隙；及一固定模組，套設於該電路板與該散熱模組以使該散熱模組迫緊於該處理單元，該固定模組包括一基座，設置於該電路板的第二表面，並具有一抵接於該第二表面的架體，及兩個自該架體兩相反側延伸的支臂，及一彈性固定環，具有兩個相間隔地通過該等散熱鰭片之間的該等間隙並可分離地抵壓該導熱板且延伸至該電路板的第二表面的延伸段，及兩個連接於該等延伸段且可分離地分別套設於該基座的該等支臂的套接段。
如請求項1所述的電子裝置，其中，該處理單元包括一第一處理器，及至少一個厚度小於該第一處理器的第二處理器，該導熱板涵蓋該第一處理器及該第二處器並貼附於該第一處理器，該架體的設置位置對應於該第一處理器。
如請求項1所述的電子裝置，其中，該架體具有至少一連桿部，及至少一個設置於該連桿部並抵靠於該第二表面以使該連桿部與該第二表面間隔出一墊高空間的肩墊部。
如請求項3所述的電子裝置，其中，該架體具有多個彼此連接圍繞成環形的連桿部，該等肩墊部分別設置於該等連桿部兩兩連接處。
如請求項1所述的電子裝置，其中，每一支臂具有兩個相互間隔且各以其中一端連接於該架體的側桿部，及一連接於該等側桿部的另一端的橫桿部，每一套接段套設固定於該等側桿部與該橫桿部的連接處。
如請求項5所述的電子裝置，其中，每一側桿部具有一面向該第二表面的側表面，且該側表面朝遠離該第二表面的方向傾斜延伸至與該橫桿部連接處。
如請求項1所述的電子裝置，其中，該彈性固定環還具有兩個相間隔地連接於該等延伸段的張力調整段，該等張力調整段能透過套設於該等散熱鰭片的不同者調整該彈性固定環施加於該散熱模組的壓力。
如請求項1所述的電子裝置，其中，該彈性固定環的材質為矽膠。
一種電子裝置，包含：一電路板，包括位於相反側的一第一表面與一第二表面；一處理單元，設置於該第一表面並電連接於該電路板；一散熱模組，包括一覆蓋該處理單元的導熱板，及多個間隔排列設置於該導熱板的散熱鰭片；及一彈性固定環，套設於該電路板與該散熱模組，並包括兩個相間隔地抵接於該電路板的該第二表面且延伸至該導熱板的延伸段，及兩個連接於該等延伸段且可分離地分別套設於該等散熱鰭片以使該散熱模組迫緊於該處理單元的套接段，該等套接段能透過套設於該等散熱鰭片的不同者調整該彈性固定環施加於該散熱模組的壓力。
如請求項9所述的電子裝置，其中，該彈性固定環的材質為矽膠。