TWM451797U - 嵌入式系統低熱阻之導熱結構 - Google Patents

Description

嵌入式系統低熱阻之導熱結構

本創作係提供一種嵌入式系統低熱阻之導熱結構，尤指可利用複數彈性定位片彈性拉撐於導熱塊上，使導熱塊彈性抵貼於電路板之發熱源表面上之壓力穩定均衡更加緊密貼合以有效減少其熱阻，提高整體散熱效果。

按，現今電子科技以日新月異速度成長，使電腦發展趨勢亦朝運算功能強、速度快方向來邁進，而隨著電腦、工業用電腦之伺服器、嵌入式系統或其它系統主機的應用趨向於高速發展，其中央處理器、影像處理器等運作時所產生之溫度也相對提高，故要如何利用散熱結構確保在允許之溫度下正常工作，已被業界視為所亟欲解決之課題。

再者，目前業界普遍的作法，係將散熱器抵貼於電路板之發熱源表面上形成最佳化之散熱結構，並在應用不同高度的發熱源上時，通常需使用較厚的導熱片來涵蓋多種發熱源高度尺寸，或是必須設計不同結構尺寸的散熱器來個別對應不同的發熱源高度，若是考量到散熱座的共用性，即需使用較厚的導熱片，勢必將造成熱阻之提高，而考量到低熱阻，則需使用多種不同尺寸的散熱器。

然而，散熱器考量熱阻過高之問題，一般大都會使用一定厚度之導熱介質，且該導熱介質會因厚度的增減而影響到 熱阻值的增減，所以便有業者研發出可使發熱源與散熱器更為貼近之散熱模組，以有效減少導熱介質使用之厚度，從而使熱阻值減少，如第九圖所示，習用散熱模組A所具之基座A1上為凹設有可供複數熱管A2抵貼定位之嵌槽A11，並於嵌槽A11一側處皆設有鏤空孔A12，且熱管A2一側處之端部A21為焊接於嵌槽A11，而熱管A2另側處之端部A21則伸入於鏤空孔A12處，並於端部A21表面上焊接有金屬塊A3，且金屬塊A3上位於端部A21二側角落處設有可供螺絲A32穿設之複數穿孔A31，即可先將彈簧A33壓縮後分別置入於金屬塊A3與基座A1之間所形成的間隙內，並由螺絲A32穿過彈簧A33中後，再鎖入於基座A1位於鏤空孔A12二側處對應之鎖孔A13內鎖接結合成為一體。

惟該習用散熱模組A之金屬塊A3係利用複數彈簧A33作緩衝，其金屬塊A3雖可抵持接觸於電路板之發熱源作高度上下移動，並透過基座A1之鏤空孔A12使熱管A2可藉由支撐點來達到彈力效果，使金屬塊A3與發熱源接觸更加緊密以減少其熱阻，但因金屬塊A3之穿孔A31配合彈簧A33組裝將佔用熱管A2部分的接觸面積，從而影響熱管A2將金屬塊A3所吸收發熱源的熱能傳導至基座A1上之散熱效率，且該彈簧A33彈性撐抵於金屬塊A3四個角落處雖然可達到力量平均之效果，不過若金屬塊A3其中 一面與熱管A2焊接後形成的壓力較大，將導致使金屬塊A3容易產生傾斜而造成壓力不一致，同時使熱傳導只侷限在特定一面，也會使金屬塊A3壓力過大造成特定一面結構上之損傷或破壞，影響整體結構之穩定性；另複數彈簧A33於組裝時，係先將彈簧A33壓縮後才能夠順利的置入於金屬塊A3與穿孔A31與基座A1之間，不僅造成彈簧A33操作上十分不便，並使螺絲A32在對位穿過彈簧A33中進行鎖附時之困難度增加，而不利於快速組裝，則有待從事於此行業者重新設計來加以有效解決。

故，創作人有鑑於習用散熱模組使用上之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試作與修改，始設計出此種嵌入式系統低熱阻之導熱結構新型誕生。

本創作之主要目的乃在於散熱座之本體表面上為設有凹部及可供彈性定位片結合定位之複數對接部，並由凹部周緣處朝外形成有可供導熱管結合之接合部，且導熱管一側處之銜接部為結合於接合部上，而導熱管另側處之銜接部則伸入於凹部處並與導熱塊結合定位呈一懸空狀態，且導熱塊周圍處之定位部與散熱座之對接部上為結合有彈性定位片，便可藉由複數彈性定位片彈性拉撐於導熱塊上之作用力量相同，以確保導熱塊彈性抵貼於電路板之發熱源表面上之壓力達到 穩定均衡狀態，使導熱塊與發熱源抵持接觸更加緊密貼合，以有效減少其熱阻，提高整體散熱效果。

本創作之次要目的乃在於導熱管之銜接部上為設有結合於散熱座接合部處之散熱部，且散熱部、導熱塊表面上貼附有導熱片，並利用導熱片來填補發熱源與散熱部、導熱塊間所形成之預定間隙，以及製造過程中所造成之不平整表面、微小缺陷或公差等，且該導熱片相變化後液態化合物會在受壓範圍內均勻流動，並將發熱源的工作區域完全涵蓋，以防止如散熱膏塗佈太多所造成外溢之情況發生，同時具有散熱膏之使用特性，且可透過導熱塊利用複數彈性定位片彈性抵貼於發熱源上緊密貼合之整體配置，以相對減少導熱片使用時所需的厚度，而使熱阻更為減少。

本創作之另一目的乃在於彈性定位片二側處之第一連接部及第二連接部為分別與導熱塊之定位部及散熱座之對接部結合定位，係利用螺絲由凹部所形成之鏤空孔處向上穿過第一連接部之通孔中，再鎖入於定位部上對應之螺孔內，而第二連接部則對應於散熱座之對接部，並由螺絲向下穿過限位孔中，再鎖入於對接部上對應之鎖孔內，便可將導熱塊對正於散熱座之凹部處，使導熱塊周圍處受到複數彈性定位片之彈性拉撐作用呈一懸空狀態，進而達到結構簡單、組裝容易且定位確實之效果。

本創作之再一目的乃在於電路板之發熱源運作時，可利 用鋁或銅材質製成散熱座之散熱部與導熱塊吸收發熱源所產生之熱能，並將熱能傳導至導熱管吸熱端上，便可藉由導熱管內部工作流體利用毛細或重力作用持續進行液汽二相變化之對流循環來挾帶大量熱能，再快速傳導至遠離導熱塊另側放熱端處鋁或銅材質製成之散熱座上增加整體的散熱面積，並輔助電路板之發熱源來將囤積的熱能快速帶出至外部進行排散而具有良好的散熱效果。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四圖所示，係為本創作之立體外觀圖、立體分解圖、另一視角之立體分解圖及側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作為包括有散熱座1、導熱管2、導熱塊3及彈性定位片4，故就本案之主要構件及特徵詳述如后，其中：該散熱座1為具有板體狀之本體11，並於本體11表面上一側處設有一凹部12及凹部12周圍處之複數對接部13，且位於凹部12處形成有一鏤空孔121，再由鏤空孔121周緣處朝外延伸至本體11相鄰另側處形成有至少一個向內轉折之凹陷狀接合部14，其接合部14內皆結合定位有扁平彎折狀之導熱管2，且位於其中一接合部14轉 折處為形成有面積較大之矩形固定槽141，而散熱座1之本體11表面上位於凹部12、對接部13與接合部14外側周圍處則分別設有複數螺柱15，並於對接部13具有鎖孔131，且位於鎖孔131內側處設有延伸至凹部12之階面狀缺槽132。

該導熱管2二側處為分別具有一銜接部21，並於其中一銜接部21上設有可為複數散熱片(圖中未示出)或導熱塊所構成之散熱部22，其散熱部22底面處凹設有可供銜接部21嵌入形成抵貼之定位槽221，且散熱部22表面上貼附有一導熱片23。

該導熱塊3為概呈一矩形，並於導熱塊3周圍角落處設有具縱向螺孔311之複數定位部31，且各螺孔311周緣處皆朝外形成有階面狀之凹槽312，而導熱塊3底面位於定位部31內側處則凹設有一定位槽32，並於導熱塊3表面上貼附有一相變化導熱片33。

該彈性定位片4二側處為分別具有第一連接部41及第二連接部42，其第一連接部41設有可供螺絲412穿設之圓形通孔411，且位於第二連接部42設有可供螺絲422穿設之長形狀限位孔421。

當本創作於組裝時，係先將導熱管2為分別嵌入於散熱座1本體11對應之接合部14內，並使導熱管2一側處之銜接部21與本體11之接合部14形成抵貼後利用焊接的 方式結合成為一體，而導熱管2另側處之銜接部21則伸入且位於凹部12之鏤空孔121處呈一懸空狀態，再將導熱塊3置入於凹部12對應之鏤空孔121處，並使導熱管2之銜接部21嵌入於導熱塊3之定位槽32內形成抵貼後，便可利用焊接的方式結合成為一體，另將散熱部22置入於接合部14之固定槽141內，使導熱管2之銜接部21與散熱部22之定位槽221形成抵貼後利用焊接的方式結合成為一體，且該導熱管2二側處之銜接部21分別與接合部14、導熱塊3之定位槽32，以及散熱部22與接合部14之固定槽141利用焊接的方式結合成為一體僅為一種較佳之實施狀態，亦可利用嵌卡固定、導熱接著劑黏合或其它結合方式穩固接合後成為一體。

續將複數彈性定位片4二側處之第一連接部41及第二連接部42為分別與導熱塊3之定位部31及散熱座1之對接部13結合定位，即可使第一連接部41分別伸入於定位部31階面狀之凹槽312處，並將螺絲412由凹部12之鏤空孔121處向上穿過通孔411中後，再鎖入於定位部31上對應之螺孔311內，而第二連接部42則分別對應於散熱座1之對接部13處，並使螺絲422向下穿過限位孔421中，再鎖入於對接部13上對應之鎖孔131內鎖接結合成為一體，便可將導熱塊3為對正於散熱座1之凹部12處，使導熱塊3底部周圍處受到複數彈性定位片4之 彈性拉撐作用呈一懸空狀態，進而達到結構簡單、組裝容易且定位確實之效果。

再者，本創作彈性定位片4二側處之第一連接部41及第二連接部42較佳實施為分別與導熱塊3之定位部31及散熱座1之對接部13利用鎖接結合的方式組裝成為一體，但於實際應用時，亦可利用焊接、鉚接固定、導熱接著劑黏合或其它結合方式穩固接合後成為一體，而散熱座1之凹部12處為形成有一鏤空孔121僅為一種較佳之實施狀態，亦可形成有一孔洞(圖中未示出)，若以鏤空孔121為說明時，可使彈性定位片4之螺絲412由鏤空孔121處向上穿過通孔411中後，再鎖入於定位部31上對應之螺孔311內，然，若以孔洞為說明時，便可將第一連接部41抵貼於導熱塊3表面上，使螺絲412由孔洞處向下穿過通孔411中後，再鎖入於定位部31上對應之螺孔311內鎖接結合成為一體，進而使導熱塊3位於散熱座1之凹部12處呈一懸空狀態，上述之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作所涵蓋專利範圍內，合予陳明。

請搭配參閱第五、六、七圖所示，係為本創作較佳實施例組裝前之立體分解圖、組裝時之側視剖面圖及組裝後之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，其中該電路板5表面上為設有至少一個可為中央處理器、影像處理器或晶片等之發熱源51，當本創作於使用時，係先將電路板5之發熱源51分 別抵貼於散熱座1散熱部22與導熱塊3上對應之導熱片23、33，其電路板5上之穿孔52便會分別對正於本體11之螺柱15處，並利用螺絲53穿過穿孔52中後，再鎖入於螺柱15內鎖接結合成為一體，即可透過螺柱15墊高電路板5而不會抵持接觸到散熱座1上，並利用導熱片23、33填補發熱源51與散熱部22、導熱塊3間所形成之預定間隙，以及製造過程中所造成之不平整表面、微小缺陷或公差等，且該導熱片33相變化後液態化合物會在受壓範圍內均勻流動，並將發熱源51的工作區域完全涵蓋，以防止如散熱膏塗佈太多所造成外溢之情況發生，同時具有散熱膏之使用特性。

然而，當電路板5之發熱源51抵貼於導熱塊3上時，可使導熱塊3受到推抵的作用力位於散熱座1之凹部12處向下位移，並連動於導熱管2其中一銜接部21及彈性定位片4之第一連接部41分別利用另一銜接部21與第二連接部42結合定位於散熱座1上來作為支撐點而呈一向下彈性變形位移，便可透過對接部13之缺槽132提供彈性定位片4彈性變形所需之空間，同時藉由複數彈性定位片4彈性拉撐於導熱塊3上所產生之作用力量皆相同，以確保導熱塊3彈性抵貼於發熱源51表面上之壓力達到穩定均衡狀態，使導熱塊3與發熱源51之間抵持接觸形成更加緊密貼合以有效減少熱阻，且可透過導熱塊3利用複數彈性定位片4彈 性抵貼於發熱源51上緊密貼合之整體配置，以相對減少導熱片33使用時所需的厚度，而使熱阻更為減少，也可利用散熱座1凹部12之鏤空孔121結構設計，可提供導熱塊3及複數彈性定位片4彈性變形所需之空間，整體高度降低且更為薄型化，以符合產品輕薄短小之設計需求。

此外，當電路板5之發熱源51運作時，可利用鋁或銅材質製成散熱座1之散熱部22與導熱塊3吸收發熱源51所產生之熱能，並將熱能傳導至導熱管2之吸熱端上，便可藉由導熱管2內部工作流體利用毛細或重力作用持續進行液汽二相變化之對流循環來挾帶大量熱能，再快速傳導至遠離導熱塊3另側放熱端處鋁或銅材質製成之散熱座1上增加整體的散熱面積，則可輔助電路板5之發熱源51來將囤積的熱能快速帶出至外部進行排散，並提高整體散熱效率，而具有良好的降溫與散熱效果。

請同時參閱第二、五、七、八圖所示，係為本創作之立體分解圖、較佳實施例組裝前之立體分解圖、組裝後之側視剖面圖及另一較佳實施例之立體分解圖，由圖中可清楚看出，本創作彈性定位片4第二連接部42之限位孔421較佳實施為呈一長形狀，不但可方便將螺絲422對正鎖入於散熱座1對接部13之鎖孔131處，並可提供第二連接部42沿著螺絲422活動位移所需之距離，以增加導熱塊3位於凹部12處向下位移的高度範圍，但於實際應用時，亦可 在彈性定位片4二側處之第一連接部41與第二連接部42之間進一步連續彎折形成有S形狀、W形狀或其它形狀之變形部43，並使第二連接部42之限位孔421配合變形部43呈一圓形，且因彈性定位片4型式很多，也可依需求或結構設計不同予以變更其厚度、各種形狀等，藉此提供彈性定位片4彈性變形所需之裕度，以有效防止彈性定位片4產生過度變形或結構破壞之情況發生。

上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其它未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本創作上述嵌入式系統低熱阻之導熱結構使用時為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧散熱座

11‧‧‧本體

12‧‧‧凹部

121‧‧‧鏤空孔

13‧‧‧對接部

131‧‧‧鎖孔

132‧‧‧缺槽

14‧‧‧接合部

141‧‧‧固定槽

15‧‧‧螺柱

2‧‧‧導熱管

21‧‧‧銜接部

22‧‧‧散熱部

221‧‧‧定位槽

23‧‧‧導熱片

3‧‧‧導熱塊

31‧‧‧定位部

311‧‧‧螺孔

312‧‧‧凹槽

32‧‧‧定位槽

33‧‧‧導熱片

4‧‧‧彈性定位片

41‧‧‧第一連接部

411‧‧‧通孔

412‧‧‧螺絲

42‧‧‧第二連接部

421‧‧‧限位孔

422‧‧‧螺絲

43‧‧‧變形部

5‧‧‧電路板

51‧‧‧發熱源

52‧‧‧穿孔

53‧‧‧螺絲

A‧‧‧散熱模組

A1‧‧‧基座

A11‧‧‧嵌槽

A12‧‧‧鏤空孔

A13‧‧‧鎖孔

A2‧‧‧熱管

A21‧‧‧端部

A3‧‧‧金屬塊

A31‧‧‧穿孔

A32‧‧‧螺絲

A33‧‧‧彈簧

第一圖 係為本創作之立體外觀圖。

第二圖 係為本創作之立體分解圖。

第三圖 係為本創作另一視角之立體分解圖。

第四圖 係為本創作之側視剖面圖。

第五圖 係為本創作較佳實施例組裝前之立體分解圖。

第六圖 係為本創作較佳實施例組裝時之側視剖面圖。

第七圖 係為本創作較佳實施例組裝後之側視剖面圖。

第八圖 係為本創作另一較佳實施例之立體分解圖。

第九圖 係為習用散熱模組之立體外觀圖。

1‧‧‧散熱座

11‧‧‧本體

12‧‧‧凹部

121‧‧‧鏤空孔

13‧‧‧對接部

131‧‧‧鎖孔

132‧‧‧缺槽

14‧‧‧接合部

141‧‧‧固定槽

15‧‧‧螺柱

2‧‧‧導熱管

21‧‧‧銜接部

22‧‧‧散熱部

221‧‧‧定位槽

23‧‧‧導熱片

3‧‧‧導熱塊

31‧‧‧定位部

311‧‧‧螺孔

312‧‧‧凹槽

32‧‧‧定位槽

33‧‧‧導熱片

4‧‧‧彈性定位片

41‧‧‧第一連接部

411‧‧‧通孔

42‧‧‧第二連接部

421‧‧‧限位孔

412‧‧‧螺絲

422‧‧‧螺絲

Claims (10)

1. 一種嵌入式系統低熱阻之導熱結構，係包括有散熱座、導熱管、導熱塊及彈性定位片，其中：該散熱座所具之本體表面上為設有一凹部及凹部周圍處可供彈性定位片分別結合定位之複數對接部，並由凹部周緣處朝外形成有至少一個可供導熱管結合定位之接合部；該導熱管一側處放熱端所具之銜接部為結合定位於散熱座之接合部上，而導熱管另側處吸熱端所具之銜接部則伸入且位於凹部處呈一懸空狀態；該導熱塊為對正於散熱座之凹部處，並與導熱管吸熱端之銜接部結合定位，而導熱塊周圍處設有複數定位部，且導熱塊表面上抵貼有預設電路板之發熱源；該彈性定位片二側處為分別結合定位於散熱座之對接部及導熱塊之定位部，並由複數彈性定位片彈性拉撐於導熱塊上，使導熱塊彈性抵貼於預設電路板之發熱源表面上之壓力均衡形成緊密貼合。
2. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該散熱座之凹部處為形成有鏤空孔，並由鏤空孔周緣處朝外延伸至本體相鄰另側處形成有至少一個向內轉折之凹陷狀接合部。
3. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該散熱座之對接部與導熱塊之定位部為分別具有鎖孔及 螺孔，而彈性定位片二側處則分別具有第一連接部及第二連接部，其第一連接部設有可供螺絲穿設鎖入於定位部的螺孔內鎖接結合之通孔，且位於第二連接部設有可供螺絲穿設鎖入於對接部的鎖孔內鎖接結合之限位孔。
4. 如申請專利範圍第3項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該散熱座之對接部上位於鎖孔內側處為設有延伸至凹部以供彈性定位片彈性變形位移之階面狀缺槽。
5. 如申請專利範圍第3項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該導熱塊之定位部上位於螺孔周緣處為朝外形成有可供彈性定位片的第一連接部伸入之階面狀凹槽。
6. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該散熱座之接合部處為形成有面積較大之固定槽，並於導熱管之銜接部上設有結合定位於固定槽內之散熱部，且散熱部表面上貼附有一導熱片。
7. 如申請專利範圍第6項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該散熱部底面處為凹設有可供導熱管的銜接部嵌入形成抵貼之定位槽。
8. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該導熱塊底面位於定位部內側處為凹設有可供導熱管的銜接部嵌入形成抵貼之定位槽。
9. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該導熱塊表面上為貼附有相變化導熱片。
10. 如申請專利範圍第1項所述嵌入式系統低熱阻之導熱結構，其中該彈性定位片之第一連接部與第二連接部之間為進一步連續彎折形成有變形部，且第二連接部之限位孔可呈一長形狀或圓形。