TWM461299U - 散熱模組 - Google Patents

Description

散熱模組

本創作係關於一種散熱模組，特別是一種熱管式散熱模組。

電子設備在運轉時，設置於電子設備內部的中央處理器(central processing unit,CPU)或圖形處理器(graphic processing unit,GPU)等發熱元件會產生高熱，因此其溫度必須加以調整降低，以確保電子設備的運作正常，並且避免電子設備因運作溫度過高而受損。因此，散熱裝置之散熱效能便是其中調整溫度之要素。由於科技產品日新月異，並隨著多機能化及運算處理速度的提高，相對地，使電子設備運作時所產生的熱能也增大，因此散熱裝置的效能也需要愈加地提高。

已知之散熱裝置由複數個熱管以並排方式組成，熱管的內部為一真空之空間，設置具冷凝功用之流體於熱管內部，熱管之前後兩端是吸熱端及散熱端，吸熱端設置於電子設備之發熱元件上，用以吸收電子設備運作所產生的熱能，熱能再藉由冷凝流體導引至散熱端而逐漸降溫。但上述之散熱裝置以熱管與熱管之間以及熱管與熱源之間，大多是透過點接觸的方式進行熱傳導，此方式在單位面積上的接觸面積小，使得熱傳導效能不佳，導致散熱裝置所能產生的散熱效果不甚理想。但若是透過在同一水平方向增加相互並排的熱管數量，來增加熱管之間用以熱傳導之接觸面 積，則容易造成熱管的散熱面積大於熱源的面積，導致排列在最外側的熱管無法接觸於熱源而呈懸空狀態，進而無法對熱源提供有效的散熱作用。如此，也就失去了增加熱管數量來提升散熱效能的目的。

有鑑於此，本創作係針對上述習知技術之缺失，提出一種散熱模組，以有效克服上述之問題。因此，本創作之目的係有效提升散熱模組之散熱效能，以及避免造成散熱模組之製造成本的浪費。

為達上述之目的，本創作提出一種散熱模組，適於配置於一電子裝置之一發熱元件上。散熱模組包括具有一凹槽之散熱本體以及設置於凹槽內之一熱管組件。熱管組件包括複數個第一熱管以及複數個第二熱管，第二熱管的厚度小於第一熱管的厚度，第一熱管與第二熱管的截面呈多邊形，第一熱管的截面可呈梯形，第二熱管的截面可呈方形，且第一熱管的內壁面以及第二熱管的內壁面分別設置有一毛細結構層。

散熱本體凹槽內之複數個第一熱管表面相互接觸並排，且第一熱管可分別具有至少一斜面，相鄰的二個第一熱管的斜面相互抵靠。在並排的第一熱管上堆疊排列複數個第二熱管，第二熱管的相對二側面分別貼合於第一熱管表面與散熱本體凹槽內之一壁面；散熱本體凹槽的相對二側具有二扣合部，壓合相鄰於二扣合部之二個第一熱管上，並且與並列的第一熱管形成一共平面露出於凹槽之一側，共平面之寬度匹配於發熱元件之寬度。

如上所述之散熱模組，其中散熱本體更具有複數個散熱鰭片，散熱鰭片與凹槽分別設置於散熱本體的相對二側面。

本創作的功效在於，透過較大管徑的第一熱管與較小管徑的第二熱管的堆疊排列，可以在發熱元件上形成較大的覆蓋率，同時配合毛細結構層的設置，可縮短熱能在第一熱管與第二熱管之間的熱傳路徑，並且可加速熱能在發熱元件、第一熱管、第二熱管與鰭片之間的傳遞速率，並且形成良好的熱傳導路徑，因此可有效發揮散熱模組的傳熱效應與散熱效應，進而大幅提升散熱模組的散熱效能。

以下，有關本創作的特徵、實作與功效，茲配合圖示做最佳實施例。

100‧‧‧散熱模組

110‧‧‧散熱本體

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧鰭片

113‧‧‧夾片

114‧‧‧扣合部

120‧‧‧熱管組件

121‧‧‧第一熱管

1211‧‧‧共平面

122‧‧‧第二熱管

123‧‧‧毛細結構層

200‧‧‧發熱元件

300‧‧‧加工模具

第1圖為本創作之第一實施例之散熱模組的立體示意圖。

第2圖為本創作之第一實施例之散熱模組的側視示意圖。

第3圖為本創作之第一實施例之散熱模組的使用狀態示意圖。

第4圖至第6圖為本創作之第二實施例之散熱模組的組裝示意圖。

本創作所揭露的散熱模組適於裝設在電子裝置內，用以對電子裝置的中央處理器或圖形處理器等，於運作時會產生高熱的發熱元件進行散熱。

請參照第1圖至第3圖，本創作第一實施例所揭露的散熱模組100包括一散熱本體110以及一熱管組件120，散熱本體110具有一凹槽111，用以設置熱管組件120。散熱本體110可以是由交錯排列的複數個鰭片112與複數個夾片113組成的散熱器，或者是具有複數個鰭片的鋁擠型散 熱器(其凹槽與鰭片分別設置於散熱本體的相對二側面)，在本實施例中是以前者作為舉例說明，但並不以此為限。其中，鰭片112與夾片113均是由熱傳效果良好之材質組成，例如鐵、鋁或銅等材質，並且鰭片112的長度大於夾片113的長度，使鰭片112與鰭片112之間形成散熱通道。此外，每一鰭片112與每一夾片113的同一側邊皆具有呈多邊形態樣的一缺口，當複數個鰭片112與複數個夾片113交錯設置時，這些缺口相互對應而於散熱本體110上形成所述凹槽111。

熱管組件120包括複數個第一熱管121及複數個第二熱管122，分別沿水平方向並排，且複數個第二熱管122沿一垂直方向堆疊於複數個第一熱管121上，其中第二熱管122的厚度小於第一熱管121的厚度，且第一熱管121與第二熱管122的截面呈多邊形，其中第一熱管121的截面可呈梯形、三角形或菱形，第二熱管122的截面可呈正方形或長方形。

並且，由於第一熱管121的相對二側分別具有一斜面，因此複數個第一熱管121是以一正一反的方式沿水平方向並排，使相鄰的二第一熱管121之間透過斜面相互支撐、抵靠，而具有較大範圍與較緊密的接觸面，並且使複數個第一熱管121與複數個第二熱管122在相互並排與堆疊後，形成具有平整表面的外觀結構，進而使第一熱管121與第一熱管121之間、第二熱管122與第二熱管122之間或第一熱管121與第二熱管122之間，在相互堆疊或並列時，彼此之間的表面可完全接觸，讓堆疊後的熱管組件120可視為單一個大管徑的熱管，以增加熱傳導之接觸面積而增加散熱效能，使得熱傳效果更好。

此外，複數個第一熱管121露出於凹槽111之一側，也就是 遠離於複數個第二熱管122的一側，具有一共平面1211，此共平面1211之寬度匹配於發熱元件200之寬度，較佳地，共平面1211之面積匹配於發熱元件200之面積，使散熱模組100在設置於發熱元件200時，可透過共平面1211完全地貼合於發熱元件200表面，以增加熱傳導之接觸面積而大大提升了散熱效果，並且使複數個第一熱管121皆能接觸於發熱元件200，然後再透過複數個第一熱管121傳導至第二熱管122與散熱本體110，以加速熱能從發熱元件200上移除的速率。

在本創作中，除了複數個第一熱管121與複數個第二熱管122的表面相互抵靠之外，藉由兩者相互堆疊所形成的熱管組件120的外觀結構恰好匹配於散熱本體110的凹槽111的結構形態，使複數個第一熱管121與複數個第二熱管122的外表面亦貼抵於凹槽111的內壁面。因此，熱管組件120可以緊配合的方式對應卡合於散熱本體110的凹槽111內，或者是透過錫膏相互結合，使熱管組件120與散熱本體110之間具有大範圍的傳熱面積。

值得說明的是，第一熱管121的內壁面以及第二熱管122的內壁面分別設置有一毛細結構層123，並且於第一熱管121與第二熱管122內均設置有冷凝流體。因此，當散熱模組100設置於發熱元件200上，發熱元件200所產生的熱能將經由複數個第一熱管121的共平面1211傳導至複數個第一熱管121內部，然後再藉由冷凝流體傳遞至複數個第二熱管，其中冷凝流體在毛細結構層123靠近發熱元件200之一側吸收熱能後形成蒸氣，此蒸氣再從第一熱管121的管道內上升至毛細結構層123靠近第二熱管122之一側。此時，蒸氣受到毛細結構層123的吸收而凝結為冷凝流體，並 且使蒸氣攜帶的熱能透過第一熱管121內的毛細結構層123傳導至第二熱管122，其中冷凝流體將回流至管底(如第3圖中的箭頭所示)，並藉由相變化特性在管體內形成冷卻循環作用。之後，再透過同樣的熱傳導方式傳遞至散熱本體110上，以透過複數個鰭片112進行散熱。

基於上述結構，藉由冷凝流體分別於第一熱管121與第二熱管122內的液氣二相變化，形成持續循環的熱交換作用，以及熱能於第一熱管121與第二熱管122之間的傳輸距離非常的短，使熱能經由第一熱管121與第二熱管122傳導至散熱本體110的效率大幅提升。

值得注意的是，在本創作的散熱模組100中，還可以依據發熱元件200的解熱需求，對應更換第二熱管122的數量，例如第二熱管122可以是單一平板狀熱管，或者是多根方形熱管又或者是正反排列的多根等腰梯形或正三角型熱管等組合，並不以此為限。

請參照第4圖至第6圖，為本創作所揭露之第二實施例之散熱模組的組裝示意圖。本創作之第二實施例與第一實施例在結構上大致相同，兩者間的差異在於，第二實施例所揭露之散熱模組100的散熱本體110更具有二扣合部114，其分別設置於凹槽111的相對二側，二扣合部114可以是但並不侷限於由鰭片112及/或夾片上延伸形成的卡勾或凸柱。因此，在製造上，可透過加工模具300壓合於散熱模組100的頂面與底面，使二扣合部114分別壓合於並列的複數個第一熱管121中位於最外側的二個第一熱管121上，也就是相鄰於二扣合部114之二個第一熱管121上，藉由此壓合作用，使凹槽111內之複數個第一熱管121、複數個第二熱管122與凹槽111之壁面受到應力作用而更加緊密的彼此貼合，如此，可減少空氣熱阻以增 加散熱效果。

此外，二扣合部114同時凹陷於二個第一熱管121表面，使二扣合部112與複數個第一熱管121的表面形成共平面1211，此共平面1211之寬度匹配於發熱元件之寬度，且共平面1211之面積也可匹配於發熱元件之面積，使散熱模組100透過共平面1211與發熱元件接觸面積增大而增加了散熱效果。

因此，在本創作之散熱模組100中，藉由共平面直接傳導發熱元件200的熱能至複數個第一熱管121、複數個第二熱管122及散熱本體110，可有效提升散熱效能，且藉由扣合部114緊密結合複數個第一熱管121、複數個第二熱管122及散熱本體110而減少空氣熱阻的產生，也大大增加了散熱效能。此外，還可依據不同的需求在散熱模組上加裝複數個散熱鰭片，以便於增強散熱效能。

雖然本創作之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本創作，任何熟習相關技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，舉凡依本創作申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧散熱模組

110‧‧‧散熱本體

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧鰭片

113‧‧‧夾片

120‧‧‧熱管組件

121‧‧‧第一熱管

122‧‧‧第二熱管

Claims (6)

1. 一種散熱模組，適於配置於一電子裝置之一發熱元件上，該散熱模組包括：一散熱本體，具有一凹槽；以及一熱管組件，包括：複數個第一熱管，並排設置於該凹槽內，該等第一熱管的表面相互接觸，且該等第一熱管露出於該凹槽之一側具有一共平面，該共平面之寬度匹配於該發熱元件之寬度；以及複數個第二熱管，堆疊排列於該等第一熱管上，該等第二熱管的厚度小於該等第一熱管的厚度，且該等第二熱管的相對二側面分別貼合於該等第一熱管表面與該散熱本體於該凹槽內之一壁面；其中，各該第一熱管與各該第二熱管的截面呈多邊形，且各該第一熱管的內壁面以及各該第二熱管的內壁面分別設置有一毛細結構層。
2. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中各該第一熱管分別具有至少一斜面，且相鄰的二該第一熱管的該斜面相互抵靠。
3. 如請求項第2項所述之散熱模組，其中各該第一熱管的截面呈梯形，各該第二熱管的截面呈方形。
4. 如請求項第1至3項任一項所述之散熱模組，其中該散熱本體更具有二扣合部，分別設置於該凹槽的相對二側，並且壓合於該等第一熱管中相鄰於該二扣合部之二該第一熱管上，並且與該等第一熱管形成該共平面。
5. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中該散熱本體包括複數個鰭片與複數個夾片，該等鰭片的長度大於該等夾片的長 度，且各該鰭片與各該夾片皆具有一缺口，該等鰭片與該等夾片交錯設置，該缺口對應形成該凹槽。
6. 如請求項第1項所述之散熱模組，其中該散熱本體更具有複數個散熱鰭片，該等散熱鰭片與該凹槽分別設置於該散熱本體的相對二側面。