TWM497417U - 電子元件之散熱系統 - Google Patents

Description

電子元件之散熱系統

本創作係有關於一種用於電子元件之散熱系統的結構設計；特別是指一種應用導熱單元突出蓋體和熱管路徑結合金屬層的佈置配合，來增加一電子元件的散熱面積和輔助提高一電子元件的熱量排出效率之新型。

應用複數個排列的散熱片或鰭片組織，來排出那些電子零件或電腦中央處理器工作時產生的廢熱，以保持它們的工作效率或避免造成當機的情形，係已為習知技藝。習知技藝已揭示一種一體成型的鋁擠型截切加工的散熱片，或是將散熱面板與散熱鰭片分開製造，在嵌接組裝或焊接成一整體組織的手段。例如，台灣第86116954號「散熱裝置鰭片組裝方法及其製品」專利案，係提供了一個典型的實施例。就像那些熟習此技藝的人所知悉，這技藝在製造、加工作業及難度上比較麻煩。

習知技藝也已揭示一種在散熱片或鰭片上設置軸孔，結合軸或管穿過該軸孔，以組裝結合成一整體組織的手段。例如，第91209087號「散熱片之結合構造」、或第94205324號「散熱鰭片構造改良」專利案等，係提供了典型的實施例。

習知技藝也已揭露了一種在散熱片或鰭片側邊或上、下端設置凹槽或插槽、複階凸部或卡扣件對應扣合，以組裝結合成一整體組織的手段概念。例如，第92211053號「散熱片構造」、第91213373號「散熱片固定結構改良」、第86221373號「組合式散熱鰭片結構」、第93218949號「散熱片組扣接結構」、或第91208823號「散熱鰭片之組合結構」專利案等，也已提供了可行的實施例。

代表性的來說，這些參考資料顯示了有關應用散熱結構配置在電子組件方面的結構技藝。習知的散熱片或鰭片結構常傾向於應用軸或管、插槽、複階凸部或卡扣件對應扣合等較複雜的結構組合。如果重行設計考量該散熱系統，使其構造不同於習用者，將可改變它的使用形態，而有別於舊法。例如，使它的結構設計符合一個精簡和方便於結合的條件，應用導熱單元突出蓋體，結合熱管、金屬層，及/或具有防塵保護、阻止電磁干擾等作用；或依據每一個電子元件的位置，佈置該散熱系統的路徑，來增加電子元件的散熱面積和提高散熱效率等手段；而這些課題在上述的參考資料中均未被揭露。

爰是，本創作之主要目的即在於提供一種電子元件之散熱系統，係提供一結構和組合簡便，具備有防塵保護、阻止電磁干擾和提高散熱效率等作用。該散熱系統包括一導熱單元，配置在一會產生廢熱的電子元件（定義為熱源元件）上；一蓋體和一副蓋體係分別包覆熱源元件和電子元件。蓋體具有一開口，容許該導熱單元至少局部區域凸出；一包含有冷卻流體的熱管設置通過蓋體和副蓋體；以及，熱管組合有至少一金屬層。因此，該熱源元件的熱能可經導熱單元直接傳導到該熱管和金屬層或蓋體、副蓋體輸出；用以建立一依據電子元件或熱源元件的位置，佈置蓋體、金屬層和熱管路徑，以建立一減少熱阻、增加散熱面積之作用。

根據本創作之電子元件之散熱系統，該導熱單元係一塊狀物的型態，具有一第一端和一第二端；該第一端疊置在該熱源元件上。對應導熱單元的第二端，該蓋體係一剛性壁界定成一板狀體或盒體的型態，具有一上壁面；以及，該開口形成在上壁面，讓導熱單元的第二端凸出蓋體，接合該熱管。因此，傳導單元凸出開口連接熱管的結構型態可明顯減少熱阻，使該電子元件的熱能經導熱單元直接傳導到熱管，經熱管快速傳導到金屬層輸出。

根據本創作之用於電子元件之散熱系統改良結構，該熱管具有一第一邊、一第二邊和至少一側邊；熱管的第一邊或側邊連接該導熱單元的第二端；熱管的第二邊設置組合該金屬層。以及，熱管的第一邊或側邊選擇性的連接副蓋體的上壁面或側壁區域。該金屬層設成薄膜或薄片結構，用以和外界形成較大接觸面積或散熱面積，配合熱管將熱能或熱量傳遞到其他區域而快速排出，防止熱集中現象。

請參閱第1、2及3圖，本創作電子元件之散熱系統包括一導熱單元10，配置在一工作時會產生廢熱的電子元件上；在所採的實施例中，該會產生廢熱的電子元件係定義為熱源元件20。基本上，該熱源元件20和其他不會產生廢熱的電子元件25係設置在一電路板40上。

在所採的實施例中，該導熱單元10選擇可傳導熱能的材料製成一幾何形輪廓的塊狀物結構，而具有一第一端11和一第二端12；該第一端11和第二端12分別形成有一平面13、14的結構型態，以及該第一端11（或平面13）疊置在該熱源元件20上，以傳導熱源元件20工作時產生的廢熱（或熱能）。

圖中顯示了該散熱系統也包括了一蓋體30和一副蓋體35，分別包覆該熱源元件20和電子元件25；蓋體30係和該導熱單元10組合。詳細來說，該蓋體30和副蓋體35分別具有一剛性壁31、36，界定蓋體30和副蓋體35形成一具有內部空間32、37的盒體（或板狀體）結構。

在所採的實施例中，蓋體30（或剛性壁31）具有一上壁面33和一形成在上壁面33上的開口34。以及，導熱單元10的第二端12凸出該開口34，接合一熱管50。須加以說明的是，導熱單元10凸出開口34直接接合熱管50的結構設計，使導熱單元10可將電子元件20工作時產生的廢熱（或熱能）直接傳遞到熱管50而快速輸出的型態，明顯可獲得降低熱阻的作用。

可了解的是，該導熱單元10和蓋體30的結構組合型態明顯增加了該熱源元件20的散熱面積；並且，該蓋體30和副蓋體35也對熱源元件20和電子元件25提供接地和產生防塵保護、導磁或阻止電磁干擾等作用。

第1、2及3圖顯示了該散熱系統也包括該熱管50；熱管50係組合在該蓋體30和副蓋體35上，包含有冷卻流體55。具體來說，熱管50具有一第一邊51、一第二邊52和至少一側邊53，採焊接或黏合作業，組合在該導熱單元10的第二端12（或平面14）和副蓋體35的剛性壁36；在這實施例中，熱管50的第一邊51（或側邊53）接合在副蓋體35之一上壁面38上。

因此，該熱源元件20工作產生的廢熱或熱能可經導熱單元10直接傳導到該蓋體30和熱管50（或副蓋體35），並且經熱管50冷卻交換、輸出。也就是說，熱管50可快速導引熱能離開熱源區域和導引熱能到其他較低溫區域，防止熱集中現象。

圖中也顯示了熱管50的第二邊52設置有一幾何形輪廓的金屬層60。圖中顯示了金屬層60設成薄膜或薄片結構，金屬層60的面積明顯大於蓋體30或副蓋體35的面積，用以和外界形成較大的接觸面積或散熱面積，配合熱管50的快速傳導，將上述熱能或熱量快速排出。

在一個修正的實施例中，該金屬層60的局部或全部區域可佈置一熱輻射物質構成的塗層（圖未顯示），以建立一輻射式散熱之作用。

須加以說明的是，該蓋體30（及/或副蓋體35）和熱管50路徑、金屬層60係依據熱源元件20（及/或電子元件25）的位置來佈置，使熱源元件20產生的廢熱或熱能可經導熱單元10直接傳導到該熱管50、金屬層60或蓋體30、副蓋體35，並配合熱管50路徑佈置、輸出廢熱，來減少熱阻和增加該散熱系統之散熱面積。也就是說，該熱源元件20產生的廢熱（或熱能）不只經連接它的導熱單元10直接傳導到熱管50輸出；還包括熱管50路俓佈置連接的金屬層60、蓋體30、副蓋體35。因此，這散熱系統的散熱面積係明顯被增加。

請參考第4圖，描繪了一個修正的實施例。圖中顯示熱管50的佈置路徑係以側邊53接合副蓋體35的剛性壁36；在所述的實施例中，熱管側邊53係接合在副蓋體剛性壁36的側壁區域。

代表性的來說，這電子元件之散熱系統在具備有防塵保護和阻止電磁干擾的條件下，相較於舊法而言，係具有下列的考量條件和優點： 1. 該散熱系統和相關組件結構、操作使用情形等，係已被重行設計考量，而不同於習用者；並且，改變了它的使用型態，而有別於舊法。例如，使該熱源元件20配合導熱單元10、蓋體30，或該導熱單元10包含第一端11和第二端12，配合蓋 體30設置開口34，來讓導熱單元第二端12凸出蓋體30，組合熱管50和金屬層60的結構 設計，而形成較大面積的接觸型態、減少熱阻等部份的結構組織，係提高了它的散熱或廢熱排出效果。 2. 該蓋體30（及/或副蓋體35）、金屬層60和熱管50路徑依據熱源元件20（及  /或電子元件25）的位置來佈置，使熱源元件20產生的廢熱 或熱能可經導熱單元10和熱管50路徑佈置金屬層60或連接蓋體30、副蓋體35等部分排出，使這散熱系統的散熱面積明 顯被增加。 3. 該導熱單元10配合蓋體30，使第二端12凸出開口14，組合熱管50路徑佈置金屬層60或副蓋體35的結構設計，撤除了習知的散熱結 構傾向於應用軸或管、插槽、複階凸部或卡扣件對應扣合等較複雜的結構組合。明顯提供了一個比習知技藝精簡和方便於結合的結構設計。

故，本創作係提供了一有效的電子元件之散熱系統，其空間型態係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合新型專利之要件。

惟，以上所述者，僅為本創作之可行實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，即凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧導熱單元

11‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

13、14‧‧‧平面

20‧‧‧熱源元件

25‧‧‧電子元件

30‧‧‧蓋體

31、36‧‧‧剛性壁

32、37‧‧‧內部空間

33、38‧‧‧上壁面

34‧‧‧開口

35‧‧‧副蓋體

40‧‧‧電路板

50‧‧‧熱管

51‧‧‧第一邊

52‧‧‧第二邊

53‧‧‧側邊

55‧‧‧冷卻流體

60‧‧‧金屬層

第1圖係本創作之實施例結構組合示意圖。

第2圖係第1圖之結構分解示意圖；顯示了電子元件、熱源元件、導熱單元、蓋體、副蓋體、熱管和金屬層等部分的配置情形。

第3圖係本創作之結構組合剖視示意圖；圖中描繪了該電子 元件、熱源元件、導熱單元、蓋體、副蓋體、熱管和金屬層等部分的組合關係。

第4圖係本創作之另一實施例結構組合示意圖；描繪了熱管路徑和蓋體、副蓋體的配合情形。

10‧‧‧導熱單元

11‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

13、14‧‧‧平面

20‧‧‧熱源元件

25‧‧‧電子元件

30‧‧‧蓋體

31、36‧‧‧剛性壁

32、37‧‧‧內部空間

33、38‧‧‧上壁面

34‧‧‧開口

35‧‧‧副蓋體

40‧‧‧電路板

50‧‧‧熱管

51‧‧‧第一邊

52‧‧‧第二邊

53‧‧‧側邊

60‧‧‧金屬層

Claims (11)

1. 一種電子元件之散熱系統，包括： 導熱單元，配置在一會產生廢熱的熱源元件上； 蓋體和副蓋體分別包覆熱源元件和其他不會產生廢熱的電子元件；蓋體和副蓋體分別具有一剛性壁，界定蓋體和副蓋體形成一具有內部空間的盒體結構； 蓋體具有一開口，容許該導熱單元至少局部區域凸出； 包含有冷卻流體的熱管，設置通過導熱單元； 熱管組合有至少一金屬層；以及 該蓋體和熱管路徑係依據熱源元件的位置來佈置，使熱源元件的熱能可經導 熱單元直接傳導到該熱管輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件之散熱系統，其中該副蓋體 的剛性壁具有上壁面和側壁；以及 熱管路徑也通過連接該副蓋體的上壁面和側壁的其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件之散熱系統，其中該熱管具 有一第一邊、一第二邊和至少一側邊； 熱管的第一邊和側邊的其中之一連接該導熱單元； 熱管的第二邊設置組合該金屬層；以及 金屬層設成薄膜和薄片結構的其中之一。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子元件之散熱系統，其中該熱管具 有一第一邊、一第二邊和至少一側邊； 熱管的第一邊和側邊的其中之一連接該副蓋體；以及 金屬層設成薄膜和薄片結構的其中之一。
5. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之電子元件之散熱系統改良 結構，其中該導熱單元係可傳導熱能的材料製成一幾何形輪廓的塊 狀物結構，具有一第一端和一第二端；該第一端疊置在該熱源元件上； 蓋體剛性壁具有一上壁面，該開口形成在上壁面；以及 導熱單元的第二端凸出該開口，接合該熱管。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子元件之散熱系統，其中該導熱單 元第一端和第二端分別形成有一平面；以及 第二端的平面接合該熱管。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電子元件之散熱系統，其中該金屬層 的局部和全部區域的其中之一佈置一熱輻射物質構成的塗層。
8. 如申請專利範圍第5項所述之電子元件之散熱系統，其中該金屬層 的面積大於蓋體的面積。
9. 如申請專利範圍第3項所述之電子元件之散熱系統，其中該熱管 係焊接和黏合的其中之一設置在導熱單元上。
10. 如申請專利範圍第4項所述之電子元件之散熱系統，其中該熱管 係焊接和黏合的其中之一設置在副蓋體上。
11. 如申請專利範圍第5項所述之電子元件之散熱系統，其中該熱源 元件和電子元件係設置在一電路板上。