TWI816365B - 散熱器 - Google Patents
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Abstract
一種散熱器,於底板的主表面上係包括複數之板狀散熱鰭片,該複數之板狀散熱鰭片,其相對於該底板的主表面之延伸方向而言,以既定之立設角度θ1被立設,與該底板熱性連接,該散熱鰭片係具有:鰭片基部,沿著該底板的主表面,於該散熱鰭片之寬度方向上,自一端延伸至另一端為止,做為位於該底板側之平面部;垂直部,於與該鰭片基部同一之平面上,自該鰭片基部的一端,於該散熱鰭片之高度方向上,往鰭片尖端部延伸,做為平面部;傾斜部,與該鰭片基部,相對於該垂直部而言,以既定之傾斜角度θ2,自該垂直部延伸至該另一端為止,自該鰭片尖端部,延伸至該鰭片尖端部與該鰭片基部間之鰭片中間部為止,做為平面部;以及扭曲部,做為連接該鰭片基部與該垂直部與該傾斜部之平面部。
Description
本發明係關於一種包括冷卻電子零件等發熱體之散熱鰭片之散熱器。
伴隨著電子設備之高功能化,於電子設備內部,其高密度地搭載有電子零件等發熱體。做為冷卻電子零件等發熱體之手段,有時使用散熱器。又,於散熱器實施有由送風扇等所做之強制空冷,亦即,藉供給冷卻風到散熱器,而發揮散熱器之冷卻性能。
伴隨著電子設備之高功能化,電子零件等發熱體之發熱量係增大,提高散熱器之冷卻性能係變得愈來愈重要。為了提高散熱器之冷卻性能,而提案有提高散熱鰭片之鰭片效率。在此,提案有一種於在往深處之長度方向上鄰接之散熱鰭片群們,對於底板的一面部之散熱面之傾斜角度係不同,當自散熱器之往深處之長度方向之一邊側觀之,鄰接之散熱鰭片群的端面們,其於支撐基板上交叉之散熱器(專利文獻1)。
在專利文獻1中,散熱鰭片係被偏移配置,藉此,冷卻風,其於通過前方的散熱鰭片群之過程中,使慢慢地成長之溫度邊界層,在流入後方的散熱鰭片群時,成為亂流以使溫度邊界層崩潰,而混合低溫之冷卻風與高溫之冷卻風。藉此,較容易接觸低溫之冷卻風到散熱鰭片的表面,以提高散熱鰭片之鰭片效率。
但是,在專利文獻1中,散熱鰭片係被偏移配置,當通過散熱面之傾斜角度不同之散熱鰭片群時,在冷卻風產生亂流而冷卻風之壓損係增大,而有分散冷卻風之流動,又,散熱鰭片間的冷卻風之風速降低之問題。結果,在專利文獻1中,有無法充分提高散熱器之散熱特性之問題。
又,散熱鰭片之鰭片效率,其以鰭片效率=(散熱鰭片之平均溫度-周圍溫度)/(鰭片基部之溫度-周圍溫度)定義,所以,為了提高散熱鰭片之鰭片效率,必須使最接近發熱體,且最高溫之散熱鰭片的鰭片基部之溫度,盡量接近散熱鰭片之平均溫度。但是,在專利文獻1中,散熱鰭片之中,成為最高溫之鰭片基部中之冷卻風之流速,因為存在底板,而有比最遠離發熱體且最低溫之鰭片尖端部中之冷卻風之流速還要小之傾向,所以,鰭片基部係較容易成為高溫。因此,在專利文獻1中,散熱鰭片的鰭片基部之溫度,其比散熱鰭片之平均溫度還要高非常多,依然有無法獲得優良鰭片效率之問題。
又,於電子設備內部,其高密度地搭載有電子零件等發熱體,散熱器之可設置容積係受限,所以,藉增大各散熱鰭片之表面積,而提高散熱器之散熱特性係較困難。又,取代增大各散熱鰭片之表面積地,當增加散熱鰭片之設置張數時,冷卻風之壓損係增大,而有散熱鰭片間的冷卻風之風速降低之問題。又,為了彌補冷卻風壓損之增大,即使加大冷卻風之風速,散熱鰭片的鰭片基部之溫度與散熱鰭片之平均溫度之差,依然變大,而有無法獲得優良鰭片效率之問題。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-164166號公報
[發明所欲解決的問題]
鑑於上述情事,本發明之目的,其在於提供一種散熱鰭片的鰭片基部中之冷卻風之流速,大於鰭片尖端部中之冷卻風之流速,藉此,減少鰭片基部之溫度與散熱鰭片之平均溫度之差,以獲得優良之鰭片效率,又,防止冷卻風產生亂流而冷卻風壓損增大,可防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低之散熱器。
[用以解決問題的手段]
本發明的構造之要旨如下。
[1]一種散熱器,其包括:底板,與發熱體熱性連接;以及複數之板狀散熱鰭片,於該底板的主表面上,相對於該底板的主表面之延伸方向而言,以既定之立設角度θ1立設,與該底板熱性連接,
該散熱鰭片係具有:
鰭片基部,沿著該底板的主表面,於該散熱鰭片之寬度方向上,自一端延伸至另一端為止,做為位於該底板側之平面部;
垂直部,在與該鰭片基部同一之平面上,自該鰭片基部的一端,於該散熱鰭片之高度方向上,往鰭片尖端部延伸,做為平面部;
傾斜部,相對於該鰭片基部與該垂直部而言,以既定之傾斜角度θ2,自該垂直部延伸至該另一端為止,自該鰭片尖端部,延伸至該鰭片尖端部與該鰭片基部間之鰭片中間部為止,做為平面部;以及
扭曲部,做為連接該鰭片基部與該垂直部與該傾斜部之平面部。
[2]該傾斜角度θ2,其為2.0∘以上20∘以下之[1]所述之散熱器。
[3]該鰭片基部之該立設角度θ1,其為70∘以上90∘以下之[1]或[2]所述之散熱器。
[4]自該垂直部中之該鰭片尖端部,還延伸有平面狀的頂面部之[1]~[3]中任一項所述之散熱器。
[5]該頂面部,其藉與鄰接之其他之該散熱鰭片的鰭片尖端部相抵接,由複數之該散熱鰭片所形成之散熱鰭片群的頂面,其具有開口部之[4]所述之散熱器。
[6]自該鰭片基部的底部,還延伸有平面狀之底面部之[1]~[4]中任一項所述之散熱器。
[7]對於該散熱鰭片之高度之該鰭片基部之高度,其為5.0%以上40%以下之[1]~[6]中任一項所述之散熱器。
[8]對於該散熱鰭片之寬度之該扭曲部之寬度,其為50%以上90%以下之[1]~[7]中任一項所述之散熱器。
[9]該散熱鰭片,其沿著該鰭片基部之寬度方向,配置有複數個,該鰭片基部的一端,其透過連結部,以與鄰接之該散熱鰭片的該鰭片基部的另一端相接之[1]~[8]中任一項所述之散熱器。
[10]該底板係熱傳導構件之[1]~[9]中任一項所述之散熱器。
[11]該散熱鰭片係包括具有第1散熱鰭片及第2散熱鰭片之多段構造,該第2散熱鰭片,其在該第1散熱鰭片之高度方向上,被積層於該第1散熱鰭片,該第1散熱鰭片,其透過熱傳構件以與該底板熱性連接,該第2散熱鰭片,其與該熱傳構件熱性連接之[1]~[10]中任一項所述之散熱器。
[12]在該第1散熱鰭片的鰭片尖端部與該熱傳構件之間,形成有空隙部之[11]所述之散熱器。
[13]於該第1散熱鰭片的鰭片尖端部與該熱傳構件之間,中介有絕熱材之[11]或[12]所述之散熱器。
[14]該熱傳構件,其為具有管狀容器之熱管,或者,具有平面型容器之蒸汽腔體之[11]~[13]中任一項所述之散熱器。
[15]該底板,其為由熱傳構件所組成之熱傳導構件之[10]所述之散熱器。
[16]冷卻風係自該垂直部側,沿著該散熱鰭片之寬度方向以被供給之[1]~[15]中任一項所述之散熱器。
[發明功效]
當依據本發明散熱器之態樣時,散熱鰭片係具有:鰭片基部,沿著底板的主表面,於散熱鰭片之寬度方向,自一端延伸至另一端為止,其為平面部;垂直部,於與鰭片基部同一之平面上,自鰭片基部的一端,於散熱鰭片之高度方向上,延伸往鰭片尖端部,其為平面部;傾斜部,相對於鰭片基部與垂直部而言,以既定之傾斜角度θ2,自垂直部延伸至散熱鰭片之寬度方向之另一端為止,自鰭片尖端部,延伸至鰭片尖端部與鰭片基部間之鰭片中間部為止,其為平面部;以及扭曲部,做為連接鰭片基部與垂直部與傾斜部之平面部;藉此,傾斜部與扭曲部,其使冷卻風自鰭片尖端部,導引往鰭片基部之方向,散熱鰭片的鰭片基部中之冷卻風之流速,其大於鰭片尖端部中之冷卻風之流速,藉此,減少鰭片基部之溫度與散熱鰭片之平均溫度之差,以獲得優良之鰭片效率。又,當依據本發明散熱器之態樣時,散熱鰭片係具有上述傾斜部與扭曲部,藉此,即使散熱鰭片未被偏移配置,冷卻風也被順利地送到被並列配置之鄰接之散熱鰭片,所以,可防止冷卻風產生亂流而冷卻風之壓損增大,可防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低。因此,本發明之散熱器,其可發揮優良之散熱特性。
當依據本發明散熱器之態樣時,對於鰭片基部與垂直部之傾斜部之傾斜角度θ2,其為2.0∘以上20∘以下,藉此,傾斜部與扭曲部,其更加確實地自鰭片尖端部,導引冷卻風往鰭片基部之方向,而更加確實地防止冷卻風之壓損增大,可更加確實地防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低。
當依據本發明散熱器之態樣時,對於底板的主表面之鰭片基部之立設角度θ1,其為70∘以上90∘以下,藉此,可確實地確保散熱鰭片之可設置空間中之散熱鰭片之設置張數,傾斜部與扭曲部,其可更加確實地自鰭片尖端部,導引冷卻風往鰭片基部之方向。
當依據本發明散熱器之態樣時,自垂直部中之鰭片尖端部,還延伸有平面狀的頂面部,藉此,藉抵接頂面部到鄰接之散熱鰭片,而提高由複數之散熱鰭片所形成之散熱鰭片群之機械強度。
當依據本發明散熱器之態樣時,該頂面部係與鄰接之其他之散熱鰭片的鰭片尖端部相抵接,由複數之散熱鰭片所形成之散熱鰭片群的頂面,其具有開口部,藉此,冷卻風順利地流入散熱鰭片群,可防止冷卻風之壓損增大。
當依據本發明散熱器之態樣時,自鰭片基部的底部,還延伸有平面狀之底面部,藉此,底板與散熱鰭片之熱性連接性係提高,又,藉抵接底面部到鄰接之散熱鰭片,而提高由複數之散熱鰭片所形成之散熱鰭片群之機械強度。
當依據本發明散熱器之態樣時,對於散熱鰭片之高度之鰭片基部之高度,其為5.0%以上40%以下,藉此,可更加確實地自鰭片尖端部,導引冷卻風往鰭片基部之方向,可更加確實地防止冷卻風之壓損增大,而可以更加確實地防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低。
當依據本發明散熱器之態樣時,對於散熱鰭片之寬度之扭曲部之寬度,其為50%以上90%以下,藉此,更加確實地自鰭片尖端部,導引冷卻風往鰭片基部之方向,而更加確實地防止冷卻風壓損之增大,以更加確實地防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低。
當依據本發明散熱器之態樣時,散熱鰭片係包括具有第1散熱鰭片及第2散熱鰭片之多段構造,該第2散熱鰭片,其在該第1散熱鰭片之高度方向上,被積層於該第1散熱鰭片,該第1散熱鰭片,其透過熱傳構件,與該底板熱性連接,該第2散熱鰭片,其與該熱傳構件熱性連接,藉此,散熱鰭片係成為在高度方向被分割之態樣,又,藉熱傳構件而自底板,被熱傳輸往第2散熱鰭片,所以,散熱鰭片之鰭片效率係更加提高。
當依據本發明散熱器之態樣時,在該第1散熱鰭片的鰭片尖端部與該熱傳構件之間,中介有絕熱材,藉此,可防止熱傳構件的冷凝部,因為第1散熱鰭片而昇溫,可抑制熱傳構件的蒸發部與冷凝部之溫度差之減少,而提高熱傳構件之熱傳輸特性。藉提高熱傳構件之熱傳輸特性,自第1散熱鰭片往第2散熱鰭片之熱傳輸係變得順利,而更加提高散熱鰭片之鰭片效率。
[用以實施發明的形態]
以下,針對本發明第1實施形態例之散熱器,使用圖面做說明。而且,圖1為本發明第1實施形態例之散熱器之立體圖。圖2為包括於本發明第1實施形態例之散熱器之散熱鰭片之立體圖。圖3為表示包括於本發明第1實施形態例之散熱器之散熱鰭片的傾斜部之傾斜角度θ2之說明圖。圖4為表示包括於本發明第1實施形態例之散熱器之散熱鰭片中之冷卻風之流動之說明圖。圖5為表示包括於本發明第1實施形態例之散熱器之散熱鰭片之立設角度θ1之說明圖。
如圖1所示,第1實施形態例之散熱器1係包括:底板20,呈平板狀;以及複數之散熱鰭片10,10,10・・・,呈板狀,被立設於底板20。散熱鰭片10係直接被安裝於底板20的主表面21上,藉此,散熱鰭片10係與底板20熱性連接。散熱鰭片10,其於底板20的主表面21上,相對於底板20的主表面21之延伸方向而言,以既定之立設角度θ1被立設,以與底板20熱性連接。又,複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其於底板20的主表面21上並列配置,以形成散熱鰭片群11。
底板20係與做為冷卻對象之發熱體100熱性連接。發熱體100,其與底板20的與主表面21相向之受熱面22相抵接,藉此,底板20係與發熱體100熱性連接。底板20係由熱傳導構件所形成。作為熱傳導構件,其可例舉例如銅、銅合金等之金屬構件。
散熱鰭片10,其呈較薄之平板狀,具有主表面12與側面13。散熱鰭片10,其主要為主表面12貢獻於散熱鰭片10之散熱。側面13之寬度,其構成散熱鰭片10之厚度。散熱鰭片10之材質,其並未特別侷限,可例舉例如銅、銅合金、鋁、鋁合金等。
如圖1所示,複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其被並列配置,使得相對於主表面12之延伸方向而言,於約略平行方向上,複數之散熱鰭片10,10,10・・・的主表面12,12,12・・・成為在約略同一平面上。如下所述,複數之散熱鰭片10,10,10・・・的鰭片基部31,31,31・・・,其被並列配置,使得成為彼此約略平行且在約略同一平面上。又,複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其在相對於主表面12之延伸方向而言,約略直交方向上,被並列配置於約略直線上。更具體來說,如下所述,複數之散熱鰭片10,10,10・・・的鰭片基部31,31,31・・・,其相對於其延伸方向而言,於約略直交方向上,被並列配置於約略直線上。如上所述,散熱鰭片10的主表面12係被配置,使得相對於鄰接之其他之散熱鰭片10的主表面12而言,約略平行排列。因此,複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其成為非偏移配置,而對齊配置。又,構成散熱器1之複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其自底板20的一端至另一端為止,約略等間隔地並列配置。
如圖1、2及3所示,散熱鰭片10的主表面12,其具有平面部之延伸方向不同之複數之領域。散熱鰭片10的主表面12,其作為平面部之延伸方向不同之複數之領域,其具有:鰭片基部31;垂直部32,位於與鰭片基部31同一之平面上;傾斜部33,相對於鰭片基部31與垂直部32而言傾斜;以及扭曲部34,做為鰭片基部31與垂直部32與傾斜部33以外之領域。
鰭片基部31,其為沿著底板20的主表面21,於散熱鰭片10之寬度方向上,自一端35延伸至另一端36為止,其為位於底板20側之平面部。鰭片基部31,其為散熱鰭片10之對於底板20之連接部,散熱鰭片10其藉鰭片基部31,被安裝於底板20。鰭片基部31係成為平坦面。在散熱鰭片10中,鰭片基部31,其於散熱鰭片10之寬度方向上,自一端35至另一端36為止,以約略相同高度延伸。
垂直部32,其於與鰭片基部31同一之平面上,自鰭片基部31的一端35,於散熱鰭片10之高度方向上,延伸往鰭片尖端部37,其為平面部。垂直部32,其為與鰭片基部31連續,相對於鰭片基部31而言,於垂直方向上伸延之領域。垂直部32之延伸方向,其與鰭片基部31之延伸方向相同。又,垂直部32,其位於散熱鰭片10之寬度方向之一端35,未伸延至散熱鰭片10之寬度方向之另一端36。垂直部32係成為平坦面。於散熱鰭片10中,垂直部32,其自鰭片基部31至鰭片尖端部37為止,以約略相同寬度延伸。
傾斜部33,其相對於鰭片基部31與垂直部32而言,以既定之傾斜角度θ2,自垂直部32延伸至另一端36為止,自鰭片尖端部37,延伸至鰭片尖端部37與鰭片基部31間之鰭片中間部38為止,其為平面部。傾斜部33,其與垂直部32連續,未與鰭片基部31連續。傾斜部33,其為相對於鰭片基部31與垂直部32而言,以既定之傾斜角度θ2傾斜之領域,所以,傾斜部33之延伸方向,其與鰭片基部31及垂直部32之延伸方向不同。又,傾斜部33,其位於散熱鰭片10之寬度方向之另一端36,未伸延至散熱鰭片10之寬度方向之一端35。傾斜部33係成為平坦面。在散熱鰭片10中,傾斜部33,其自鰭片尖端部37至鰭片中間部38為止,以約略相同寬度延伸。
扭曲部34,其為連接鰭片基部31與垂直部32與傾斜部33之平面部。扭曲部34,其與鰭片基部31、垂直部32及傾斜部33皆連續,鰭片基部31與垂直部32之延伸方向係不同,又,與傾斜部33之延伸方向也不同。扭曲部34,其位於散熱鰭片10之寬度方向之另一端36,未伸延至散熱鰭片10之寬度方向之一端35。又,扭曲部34係位於鰭片中間部38。
如圖4所示,自送風扇(未圖示)被供給到散熱器1之冷卻風F,其被供給,使得自散熱鰭片10的一端35,流通往另一端36之方向。亦即,冷卻風F,其自垂直部32側,沿著散熱鰭片10之寬度方向被供給。冷卻風F被供給往散熱器1,藉此,散熱器1可發揮優良之冷卻性能。冷卻風F,其沿著底板20的主表面21地,自與垂直部32中之散熱鰭片10的側面13相向之側,被供給往散熱器1,亦即,被供給往被形成於鄰接之散熱鰭片10的主表面12間之空間。被供給往散熱器1之冷卻風F,其於底板20的主表面21之延伸方向上,沿著散熱鰭片10的主表面12以流通,藉此,冷卻散熱器1。
如圖4所示,在散熱器1的散熱鰭片10中,鰭片基部31與垂直部32之延伸方向係不同之傾斜部33、及鰭片基部31與垂直部32之延伸方向係不同,又,與傾斜部33之延伸方向也不同之扭曲部34,其自鰭片尖端部37,導引冷卻風F往鰭片基部31之方向。冷卻風F係自鰭片尖端部37,被導引往鰭片基部31之方向,藉此,散熱鰭片10的鰭片基部31中之冷卻風F之流速,其變得大於鰭片尖端部37中之冷卻風F之流速。散熱鰭片10之中,最接近底板20,最容易成為高溫之鰭片基部31中之冷卻風F之流速係變快,離底板20最遠,最難成為高溫之鰭片尖端部37中之冷卻風F之流速係適度地被抑制,藉此,鰭片基部31之溫度與散熱鰭片10全體之平均溫度之差係減少,所以,可獲得優良之鰭片效率。
又,如圖4所示,散熱器1的散熱鰭片10,其具有傾斜部33與扭曲部34,藉此,傾斜部33與扭曲部34,其成為相對於鰭片基部31與垂直部32而言突出之部位,所以,冷卻風F係較容易自散熱鰭片10的主表面12剝離。因此,即使散熱鰭片10係未被偏移配置而被對齊配置,冷卻風F也自散熱鰭片10,順利地被送往鄰接之其他之散熱鰭片10。由上述可知:於散熱器1的散熱鰭片10中,可防止在冷卻風F產生亂流而增大冷卻風F之壓損,可防止複數之散熱鰭片10,10,10・・・間的冷卻風F之風速降低,所以,散熱器1係可發揮優良之散熱特性。
傾斜部33之對於鰭片基部31與垂直部32之傾斜角度θ2,其如果超過0∘時,並未特別侷限,但是,其下限值自傾斜部33與扭曲部34,可更加確實地自鰭片尖端部37,導引冷卻風F往鰭片基部31之方向之點看來,最好為2.0∘,3.0∘則更佳,5.0∘係尤佳。另外,傾斜角度θ2之上限值,其自可更加確實地防止冷卻風F之壓損增大,可更加確實地防止複數之散熱鰭片10,10,10・・・間的冷卻風F之風速降低之點看來,最好為20∘,15∘則更佳,10∘係尤佳。
如圖1~4所示,在散熱器1的散熱鰭片10中,平面狀的頂面部40係自垂直部32中之鰭片尖端部37延伸。頂面部40係相對於垂直部32而言,於鉛直方向上延伸。頂面部40係自鰭片尖端部37延伸,藉此,抵接散熱鰭片10的頂面部40,到鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片尖端部37,藉此,由複數之散熱鰭片10,10,10・・・所形成之散熱鰭片群11之機械強度係提高。
散熱鰭片10的頂面部40係與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片尖端部37相抵接,藉此,由複數之散熱鰭片10,10,10・・・所形成之散熱鰭片群11的頂面14,其具有開口部15。傾斜部33的鰭片尖端部37,其於散熱鰭片群11的頂面14形成開口部15。散熱鰭片群11的頂面14係具有開口部15,藉此,冷卻風F往散熱鰭片群11之流入變得順利,可防止冷卻風F之壓損增大。在此情形下,散熱鰭片10的頂面部40之延伸方向之尺寸,其規定散熱鰭片10與鄰接之其他之散熱鰭片10間之寬度。而且,散熱鰭片10的頂面部40,其主要功能為提高散熱鰭片群11之機械強度,所以,自提高散熱鰭片10之鰭片效率之點看來,也可以不設置頂面部40。
如圖1~4所示,於散熱器1的散熱鰭片10中,平面狀之底面部41,其自鰭片基部31的底部延伸。底面部41係被設於自散熱鰭片10的一端35至另一端36為止。底面部41,其相對於鰭片基部31而言,於鉛直方向上延伸。底面部41係自鰭片基部31延伸,藉此,底板20與散熱鰭片10之熱性連接性係提高,又,抵接底面部41到鄰接之其他之散熱鰭片10,藉此,由複數之散熱鰭片10,10,10・・・所形成之散熱鰭片群11之機械強度係提高。
於散熱器1中,複數之散熱鰭片10,10,10・・・係被並列配置,使得在相對於鰭片基部31之寬度方向而言約略平行方向上,鰭片基部31係在約略同一平面上。又,複數之散熱鰭片10,10,10・・・係被並列配置,使得在相對於鰭片基部31之寬度方向而言約略直交方向上,成為在約略直線上。於散熱器1中,鰭片基部31的一端35,其未與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片基部31的另一端36相接。在相對於鰭片基部31之寬度方向而言約略平行方向上,關於被並列配置之複數之散熱鰭片10,10,10・・・,散熱鰭片10的鰭片基部31與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片基部31之間,形成有空隙。
對於散熱鰭片10之高度之鰭片基部31之高度之比率,其並未特別侷限,但是,其下限值係相對於散熱鰭片10之高度100%而言,自更加確實地自鰭片尖端部37,導引冷卻風F往鰭片基部31之方向之點看來,其最好為5.0%,10%則更佳。另外,對於散熱鰭片10之高度之鰭片基部31之高度之比率之上限值,其相對於散熱鰭片10之高度100%而言,自可更加確實地防止冷卻風F之壓損增大,可更加確實地防止散熱鰭片10與散熱鰭片10間的冷卻風F之風速降低之點看來,其最好為40%,30%則更佳。
對於散熱鰭片10之寬度之扭曲部34之寬度之比率,其並未特別侷限,但是,其下限值自相對於散熱鰭片10之寬度100%而言,更加確實地自鰭片尖端部37,導引冷卻風F往鰭片基部31之方向之點看來,其最好為50%,60%則尤佳。另外,對於散熱鰭片10之寬度之扭曲部34之寬度之比率之上限值,其相對於散熱鰭片10之寬度100%而言,自更加確實地防止冷卻風F之壓損增大,而可以更加確實地防止散熱鰭片10與散熱鰭片10間的冷卻風F之風速降低之點看來,其最好為90%,80%則尤佳。而且,所謂扭曲部34之寬度,其意味相對於鰭片基部31及垂直部32之平面方向而言,平行方向中之扭曲部34之領域之寬度。
如圖5所示,散熱鰭片10,其以相對於底板20的主表面21之延伸方向而言,既定之立設角度θ1,被立設於底板20的主表面21上。散熱鰭片10的鰭片基部31之對於底板20的主表面21之延伸方向之立設角度θ1,其並未特別侷限,但是,其下限值自可確實確保可設置散熱鰭片10之空間中之散熱鰭片10之設置張數之點看來,其最好為70∘,80∘則尤佳。另外,立設角度θ1之上限值,其為90∘,亦即,散熱鰭片10最好被立設,使得相對於底板20的主表面21而言,鰭片基部31係成為垂直。而且,立設角度θ1,其意味散熱鰭片10的兩主表面12之中,相對於鰭片基部31與垂直部32而言,傾斜部33與扭曲部34係突出之側的主表面12中之鰭片基部31之對於底板20之延伸方向之立設角度。
接著,針對本發明第2實施形態例之散熱器,一邊使用圖面,一邊說明之。第2實施形態例之散熱器,其主要之構造元件係與第1實施形態例之散熱器共通,所以,針對與第1實施形態例之散熱器相同之構造元件,其使用相同編號以說明之。而且,圖6為本發明第2實施形態例之散熱器之正視圖。
在第1實施形態例之散熱器1中,鰭片基部31的一端35,其未與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片基部31的另一端36相接,但是,如圖6所示,於第2實施形態例之散熱器2中,複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其分別沿著鰭片基部31之寬度方向以被配置複數個,鰭片基部31的一端35,其透過連結部42,與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片基部31的另一端36相接,沿著鰭片基部31之寬度方向以被配置複數個之複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其被一體化。因此,針對相對於鰭片基部31之寬度方向而言,於約略平行方向上被並列配置之複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其於散熱鰭片10的鰭片基部31與鄰接之其他之散熱鰭片10的鰭片基部31之間,沒有形成空隙。
於散熱器2中,相對於鰭片基部31之寬度方向而言,在約略平行方向上被並列配置之複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其透過連結部42,與各鰭片基部31相接,藉此,可提高相對於鰭片基部31之寬度方向而言,於約略平行方向上被並列配置之複數之散熱鰭片10,10,10・・・間之鰭片基部31中之冷卻風之流速。當於鄰接之散熱鰭片10的鰭片基部31間,未設有連結部42時,愈為冷卻風之下游側之散熱鰭片10,則於鰭片基部31中之冷卻風,愈有產生分散之傾向,但是,在鄰接之散熱鰭片10的鰭片基部31間,設有連結部42,藉此,成為可更加確實地維持鰭片基部31中之冷卻風之快速流速。而且,連結部42,其也可以為與鰭片基部31一體成型,也可以使用與鰭片基部31為做為不同構件之連結構件以形成。當使用連結構件以形成連結部42時,鄰接之散熱鰭片10的鰭片基部31間,其成為以連結構件連結之態樣。作為連結構件,其可例舉例如軟焊等。
接著,針對本發明第3實施形態例之散熱器,使用圖面以說明之。第3實施形態例之散熱器,其主要之構造元件係與第1、第2實施形態例之散熱器共通,所以,針對與第1、第2實施形態例之散熱器相同之構造元件,其使用相同編號以說明之。而且,圖7為本發明第3實施形態例之散熱器之立體圖。圖8為本發明第3實施形態例之散熱器之正視圖。圖9為本發明第3實施形態例之散熱器之側視圖。
在上述之第1、第2實施形態例之散熱器1、2中,其散熱鰭片10係直接被安裝於底板20的主表面21上,藉此,散熱鰭片10係與底板20熱性連接。取代此地,如圖7~9所示,於第3實施形態例之散熱器3中,散熱鰭片10係透過熱傳構件50,而與底板20熱性連接。
熱傳構件50係包括容器55、被收容於容器55內部之燈芯構造體(未圖示)、被封入容器55內部之作動流體(未圖示)、及做為容器55的內部空間之蒸氣流路(未圖示)。容器55的內部,其被密閉,藉抽真空處理而被減壓。
如圖7~9所示,在散熱器3中,其成為具有第1散熱鰭片10-1及第2散熱鰭片10-2之多段構造。第1散熱鰭片10-1,其具有與上述之散熱鰭片10相同之構造。第2散熱鰭片10-2,其於第1散熱鰭片10-1之高度方向上,被積層於第1散熱鰭片10-1,具有與上述之散熱鰭片10相同之構造。熱傳構件50,其為側視呈U字形,第1散熱鰭片10-1,其透過熱傳構件50的第1部位51,以與底板20熱性連接。第2散熱鰭片10-2,其與相向於熱傳構件50的第1部位51之第2部位52熱性連接。
複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其被並列配置,使得相對於其主表面12之延伸方向而言,於約略平行方向上,又,複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・的主表面12,12,12・・・,其成為約略在同一平面上。又,複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其於相對於其主表面12之延伸方向而言,約略直交方向上,被並列配置於約略直線上。複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其被並列配置,使得相對於其主表面12之延伸方向而言,在約略平行方向上,又,複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・的主表面12,12,12・・・,其成為在約略同一平面上。又,複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其在相對於其主表面12之延伸方向而言,約略直交方向上,被並列配置於約略直線上。
於第1散熱鰭片10-1的鰭片尖端部37與熱傳構件50的第2部位52之間,形成有空隙部53。藉形成有空隙部53,自第1散熱鰭片10-1往熱傳構件50的第2部位52之熱傳遞係被防止,所以,可提高熱傳構件50之熱傳輸特性。
熱傳構件50,其熱性連接底板20到容器55的第1部位51,藉此,第1部位51係發揮作為蒸發部(受熱部)之功能,熱性連接做為熱交換機構之散熱鰭片10(散熱鰭片10-2),到與第1部位51不同之第2部位52,藉此,第2部位52係發揮作為冷凝部(散熱部)之功能。當熱傳構件50的蒸發部接收來自發熱體100之熱時,作動流體係自液相,相變化為氣相。相變化為氣相後之作動流體,其使蒸氣流路自容器55的蒸發部流動往冷凝部,藉此,來自發熱體100之熱,其自蒸發部傳輸往冷凝部。自蒸發部傳輸往冷凝部之來自發熱體100之熱,其藉設有做為熱交換機構之散熱鰭片10(散熱鰭片10-2)之冷凝部,氣相之作動流體係往液相做相變化,藉此,作為潛熱以被釋出。被冷凝部所釋出之潛熱,其藉被設於冷凝部之散熱鰭片10(散熱鰭片10-2),自冷凝部往散熱器3的外部環境釋出。藉冷凝部而相變化為液相後之作動流體,其藉燈芯構造體之毛細力,自冷凝部回流往絕熱部。又,第1散熱鰭片10-1,其透過熱傳構件50的做為蒸發部之第1部位51,與底板20熱性連接,所以,第1散熱鰭片10-1,其使自底板20傳遞之熱,往散熱器3之外部環境釋出。
於散熱器3中,熱傳構件50,其為具有管狀之容器55之熱管,管狀之容器55的一邊之端部係成為第1部位51,管狀之容器55的另一邊之端部係成為第2部位52。又,管狀之容器55係被扁平加工,做為熱傳構件50之熱管,其於散熱鰭片10之寬度方向上,被並列配置有複數個。
於散熱器3中,散熱鰭片10係在高度方向上,成為被分割為第1散熱鰭片10-1與第2散熱鰭片10-2之態樣,又,藉熱傳構件50,來自發熱體100之熱係自底板20,被傳輸往第2散熱鰭片10-2,所以,更加提高散熱鰭片10之鰭片效率。
接著,針對本發明第4實施形態例之散熱器,使用圖面做說明。第4實施形態例之散熱器,其主要之構造元件係與第1~第3實施形態例之散熱器共通,所以,針對與第1~第3實施形態例之散熱器相同之構造元件,其使用相同編號以說明之。而且,圖10為本發明第4實施形態例之散熱器之側視圖。
於第3實施形態例之散熱器3中,其於第1散熱鰭片10-1的鰭片尖端部37與熱傳構件50的第2部位52之間,形成有空隙部53,於空隙部53係未插入有構件,但是,如圖10所示,於第4實施形態例之散熱器4中,被形成於第1散熱鰭片10-1的鰭片尖端部37與熱傳構件50的第2部位52間之空隙部53,中介有絕熱材60。
作為絕熱材60,其可例舉例如矽膠。
於第1散熱鰭片10-1的鰭片尖端部37與熱傳構件50的第2部位52之間,中介有絕熱材60,藉此,可防止熱傳構件50的冷凝部藉第1散熱鰭片10-1而昇溫,可抑制熱傳構件50的蒸發部與冷凝部之溫度差之減少,所以,可提高熱傳構件50之熱傳輸特性。熱傳構件50之熱傳輸特性係提高,藉此,自第1散熱鰭片10-1往第2散熱鰭片10-2之熱傳輸係變得順利,而更加提高散熱鰭片10之鰭片效率。
接著,使用圖面,說明本發明第5實施形態例之散熱器。第5實施形態例之散熱器,其主要之構造元件係與第1~第4實施形態例之散熱器共通,所以,針對與第1~第4實施形態例之散熱器相同之構造元件,其使用相同編號以說明之。而且,圖11為本發明第5實施形態例之散熱器之立體圖。
於第1~第4實施形態例之散熱器1,2,3,4中,底板20係由金屬構件所組成之熱傳導構件,但是,取代此地,如圖11所示,於第5實施形態例之散熱器5中,其作為做為熱傳導構件之底板,取代金屬構件而使用熱傳構件61。
散熱器5的做為底板之熱傳構件61係包括容器65、被收容於容器65內部之燈芯構造體(未圖示)、被封入容器65內部之作動流體(未圖示)、及做為容器65內部空間之蒸氣流路(未圖示)。容器65的內部,其被密閉,藉抽真空處理而被減壓。
如圖11所示,散熱器5係包括:熱傳構件61,具有與發熱體100熱性連接之受熱部62;複數之散熱鰭片10,10,10・・・,與熱傳構件61熱性連接;以及管體63,與複數之散熱鰭片10,10,10・・・熱性連接。複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其具有與上述之散熱鰭片10相同之構造。複數之散熱鰭片10,10,10・・・,其成為具有複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・及複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・之多段構造。複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其於第1散熱鰭片10-1之高度方向上,被積層於第1散熱鰭片10-1,具有與第1散熱鰭片10-1相同之構造。
複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其鰭片基部31被安裝於管體63的一邊的面,藉此,與管體63熱性連接。於複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其具有鰭片基部31被安裝於管體63的一邊的面之複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・、及鰭片基部31被安裝於熱傳構件61的散熱部64之複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・。複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其沿著管體63之延伸方向以被並列配置。
複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其鰭片基部31被安裝於與管體63一邊的面相向之管體63的另一邊的面,藉此,與管體63熱性連接。由上述可知:複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其與複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・相向配置。複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其沿著管體63之延伸方向以被並列配置。
管體63係被安裝於容器65之兩側。又,管體63係藉熱傳構件61的散熱部64,而與熱傳構件61相連接。熱傳構件61,其具有自受熱部62連通到與管體63之連接部,而且,封入有作動流體之做為一體之內部空間。又,熱傳構件61的內部空間,其與管體63的內部空間相連通。亦即,於散熱器5中,熱傳構件61的內部空間與管體63的內部空間,其為一體之空間,該一體之空間,其被密閉以藉抽真空處理而被減壓。
管體63之延伸方向,其成為與熱傳構件61之熱傳輸方向不同之方向。於散熱器5中,管體63之延伸方向,其成為相對於熱傳構件61之熱傳輸方向而言,約略直交之方向。
於散熱器5中,其使做為被冷卻體之發熱體100,熱性連接到熱傳構件61的容器65的例如一邊端,使容器65的一邊端發揮作為受熱部62之功能。當容器65的一邊端自發熱體100受熱時,於容器65的一邊端中,熱係傳遞往液相之作動流體,而液相之作動流體係往氣相之作動流體做相變化。氣相之作動流體,其使容器65的蒸氣流路,自容器65的受熱部62,流通往例如位於另一邊端之散熱部64。氣相之作動流體,其自容器65的一邊端流通往另一邊端,藉此,熱傳構件61係自其一邊端,傳輸熱往另一邊端。流通往容器65的散熱部64後之氣相之作動流體的一部份,其釋出潛熱而往液相作動流體做相變化,被釋出之潛熱,其傳遞往被安裝於熱傳構件61之第1散熱鰭片10-1。被傳遞往第1散熱鰭片10-1之熱,其透過第1散熱鰭片10-1,被釋出往散熱器5的外部環境。藉容器65的散熱部64而相變化為液相後之作動流體,其藉被收納於容器65之燈芯構造體之毛細力,自容器65的散熱部64回流往容器65的受熱部62。
又,容器65的內部空間與管體63的內部空間係相連通,所以,藉受熱部62而自液相之作動流體相變化後之氣相之作動流體之中,未藉容器65的散熱部64而相變化為液相之作動流體,其自容器65的內部空間,流入到管體63的內部空間。往管體63的內部空間流入後之氣相之作動流體,其藉第1散熱鰭片10-1與第2散熱鰭片10-2之熱交換功能,潛熱在管體63內部釋出,往液相之作動流體做相變化。在管體63內部被釋出之潛熱,其被傳遞往第1散熱鰭片10-1與第2散熱鰭片10-2。被傳遞往第1散熱鰭片10-1與第2散熱鰭片10-2之熱,其透過第1散熱鰭片10-1與第2散熱鰭片10-2,被往散熱器5的外部環境釋出。在管體63的內部空間,自氣相相變化為液相後之作動流體,其藉被設於管體63內部之燈芯構造體(未圖示)之毛細力,自管體63的中央部及尖端部,回流往管體63與容器65之連接部。回流往管體63與容器65之連接部後之液相之作動流體,其在容器65的散熱部64,回流往被收納於容器65之燈芯構造體。回流往被收納於容器65之燈芯構造體後之液相之作動流體,其藉此燈芯構造體之毛細力,自容器65的散熱部64,回流往容器65的受熱部62。
接著,使用圖面,說明本發明第6實施形態例之散熱器。第6實施形態例之散熱器,其主要之構造元件係與第1~第5實施形態例之散熱器共通,所以,針對與第1~第5實施形態例之散熱器相同之構造元件,其使用相同編號以說明之。而且,圖12為本發明第6實施形態例之散熱器之立體圖。
於第3實施形態例之散熱器3中,熱傳構件50係具有管狀之容器55之熱管,但是,取代此地,如圖12所示,於第6實施形態例之散熱器6中,熱傳構件50係成為具有平面型容器70之蒸汽腔體。又,於散熱器6中,作為做為熱傳導構件之底板,其使用熱傳構件50。平面型容器70,其具有第1主表面71及與第1主表面71相向之第2主表面72。
於散熱器6中,其也成為具有第1散熱鰭片10-1及第2散熱鰭片10-2之多段構造。第1散熱鰭片10-1,其具有與上述之散熱鰭片10相同之構造。第2散熱鰭片10-2,其於第1散熱鰭片10-1之高度方向上,被積層於第1散熱鰭片10-1,具有與上述之散熱鰭片10相同之構造。複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其鰭片基部31被安裝於熱傳構件50的第1主表面71,藉此,與熱傳構件50熱性連接。複數之第1散熱鰭片10-1,10-1,10-1・・・,其遍及第1主表面71的全體,以與熱傳構件50熱性連接。
又,複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其鰭片基部31被安裝於熱傳構件50的第2主表面72,藉此,與熱傳構件50熱性連接。複數之第2散熱鰭片10-2,10-2,10-2・・・,其遍及第2主表面72的全體,以與熱傳構件50熱性連接。
於散熱器6中,其使做為被冷卻體之發熱體(於圖12係未圖示),熱性連接到熱傳構件50的平面型容器70的例如第1主表面71,使平面型容器70的第1主表面71,發揮作為受熱部之功能。自發熱體傳遞往熱傳構件50之熱,其藉熱傳構件50之熱傳輸作用,遍及平面型容器70全體以熱擴散。遍及平面型容器70全體以擴散後之熱,其自熱傳構件50,被傳遞往第1散熱鰭片10-1、及第2散熱鰭片10-2,被傳遞往第1散熱鰭片10-1、及第2散熱鰭片10-2後之熱,其自第1散熱鰭片10-1及第2散熱鰭片10-2,被釋出到散熱器6的外部環境。
接著,說明本發明散熱器之其他實施形態例。於上述各實施形態例之散熱器中,自鰭片基部的底部,還延伸有平面狀之底面部,但是,其也可以因應散熱器之使用條件等,未設有鰭片基部的底面部。又,於上述各實施形態例之散熱器中,複數之散熱鰭片,其被並列配置,使得被對齊配置,亦即,相對於其主表面之延伸方向而言,於約略平行方向上,而且其主表面係成為在約略同一平面上,又,複數之散熱鰭片,其相對於其主表面之延伸方向而言,於約略直交之方向上,被並列配置於約略直線上,其主表面係相對於鄰接之其他之散熱鰭片的主表面而言,被配置為約略平行排列,但是,取代此地,複數之散熱鰭片也可以為偏移配置。作為複數之散熱鰭片之偏移配置,其可例舉例如鄰接之散熱鰭片,被設置於彼此三角形之位置之交錯狀之配置。
[產業利用性]
本發明之散熱器,其於散熱器之設置空間被限制之環境下,減少鰭片基部之溫度與散熱鰭片之平均溫度之差,以獲得優良之鰭片效率,又,防止在冷卻風產生亂流而冷卻風壓損增大,可防止散熱鰭片間的冷卻風之風速降低,所以,於冷卻例如被設置於狹小空間之被搭載於電路基板之高發熱量之電子零件,例如冷卻中央運算處理裝置等電子零件之領域,其利用價值很高。
1,2,3,4,5,6:散熱器
10:散熱鰭片
20:底板
21:主表面
31:鰭片基部
32:垂直部
33:傾斜部
34:扭曲部
35:一端
36:另一端
37:鰭片尖端部
38:鰭片中間部
圖1為本發明第1實施形態例之散熱器之立體圖。
圖2為本發明第1實施形態例之包括於散熱器之散熱鰭片之立體圖。
圖3為表示本發明第1實施形態例之包括於散熱器之散熱鰭片的傾斜部之傾斜角度θ2之說明圖。
圖4為表示本發明第1實施形態例之包括於散熱器之散熱鰭片中之冷卻風之流動之說明圖。
圖5為表示本發明第1實施形態例之包括於散熱器之散熱鰭片之立設角度θ1之說明圖。
圖6為本發明第2實施形態例之散熱器之正視圖。
圖7為本發明第3實施形態例之散熱器之立體圖。
圖8為本發明第3實施形態例之散熱器之正視圖。
圖9為本發明第3實施形態例之散熱器之側視圖。
圖10為本發明第4實施形態例之散熱器之側視圖。
圖11為本發明第5實施形態例之散熱器之立體圖。
圖12為本發明第6實施形態例之散熱器之立體圖。
1:散熱器
10:散熱鰭片
11:散熱鰭片群
12:主表面
13:側面
14:頂面
20:底板
21:主表面
22:受熱面
31:鰭片基部
32:垂直部
33:傾斜部
34:扭曲部
100:發熱體
Claims (16)
- 一種散熱器,其包括:底板,與發熱體熱性連接;以及複數之板狀散熱鰭片,於該底板的主表面上,相對於該底板的主表面之延伸方向而言,以既定之立設角度θ1被立設,與該底板熱性連接,該散熱鰭片係具有:鰭片基部,沿著該底板的主表面,於該散熱鰭片之寬度方向上,自一端延伸至另一端為止,做為位於該底板側之平面部;垂直部,在與該鰭片基部同一之平面上,自該鰭片基部的一端,在該散熱鰭片之高度方向上,往鰭片尖端部延伸,做為平面部;傾斜部,相對於該鰭片基部與該垂直部而言,以既定之傾斜角度θ2,自該垂直部延伸至該另一端為止,自該鰭片尖端部,延伸至該鰭片尖端部與該鰭片基部間之鰭片中間部為止,做為平面部;以及扭曲部,做為連接該鰭片基部與該垂直部與該傾斜部之平面部。
- 如請求項1之散熱器,其中該傾斜角度θ2係2.0°以上20°以下。
- 如請求項1之散熱器,其中該鰭片基部之該立設角度θ1,其為70°以上90°以下。
- 如請求項1之散熱器,其中自該垂直部中之該鰭片尖端部,平面狀的頂面部係更加延伸。
- 如請求項4之散熱器,其中該頂面部,其與鄰接之其他之該散熱鰭片的鰭片尖端部相抵接,藉此,由複數之該散熱鰭片所形成之散熱鰭片群的頂面,其具有開口部。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中自該鰭片基部的底部,平面狀之底面部係更加延伸。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中對於該散熱鰭片之高度之該鰭片基部之高度,其為5.0%以上40%以下。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中對於該散熱鰭片之寬度之該扭曲部之寬度,其為50%以上90%以下。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中該散熱鰭片,其沿著該鰭片基部之寬度方向,配置有複數個,該鰭片基部的一端,其透過連結部,與鄰接之該散熱鰭片的該鰭片基部的另一端相接。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中該底板係熱傳導構件。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中該散熱鰭片係包括具有第1散熱鰭片及第2散熱鰭片之多段構造,該第2散熱鰭片,其於該第1散熱鰭片之高度方向上,被積層於該第1散熱鰭片,該第1散熱鰭片,其透過熱傳構件,與該底板熱性連接,該第2散熱鰭片,其與該熱傳構件熱性連接。
- 如請求項11之散熱器,其中於該第1散熱鰭片的鰭片尖端部與該熱傳構件之間,形成有空隙部。
- 如請求項11之散熱器,其中於該第1散熱鰭片的鰭片尖端部與該熱傳構件之間,中介有絕熱材。
- 如請求項11之散熱器,其中該熱傳構件,其為具有管狀容器之熱管,或者,具有平面型容器之蒸汽腔體。
- 如請求項10之散熱器,其中該底板,其為由熱傳構件所組成之熱傳導構件。
- 如請求項1~4中任一項之散熱器,其中冷卻風係自該垂直部側,沿著該散熱鰭片之寬度方向以被供給。
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