TWM503599U - 液體冷卻式散熱結構 - Google Patents

Description

液體冷卻式散熱結構

本創作係有關於一種液體冷卻式散熱結構，尤指一種用於提升整體散熱效能的液體冷卻式散熱結構。

隨著中央處理器(CPU)處理速度與效能的提升，使得目前CPU的產熱量增加，而較高的工作頻率，也使得工作時的瓦數相對地提昇，其所產生的高溫會使CPU減低壽命，尤其當過多的熱量未能有效排除時，容易造成系統不穩定。為解決CPU過熱的問題，一般皆採用散熱器及風扇的組合，以強制冷卻的方式將熱量排除，而達到維持CPU的正常運作的效果。惟，習知的風扇於高轉速下所產生的擾人噪音及高耗電量，常是製造業者所難以克服的問題。

為了解決上述習知的困擾，一種水冷頭散熱結構因應而生。習知的水冷頭散熱結構包括一座體及一設置在座體上的蓋體，其中座體具有多個散熱片，座體的底部會直接接觸一發熱源，並且蓋體具有一進水孔及一出水孔。藉此，透過座體的底部與發熱源的接觸，以使得發熱源所產生的熱量能傳導到多個散熱片上，然後再透過冷卻液於進水孔及出水孔之間的循環流動，以將多個散熱片所吸收的熱量快速導離，以達到快速散熱的目的。

然而，習知水冷頭散熱結構除了設置於座體上的多個散熱片可用來吸收發熱源所產生的熱量之外，蓋體與其它配件的設計都是採用塑膠材料，因此無法有效提升水冷頭散熱結構的整體散熱效能。故，如何藉由結構設計的改良，來提升水冷頭散熱結構的 整體散熱效能，已成為該項事業所欲解決的重要課題的一。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種液體冷卻式散熱結構，其可採用單件式導熱模組，藉此以提升整體的散熱效能。

本創作其中一實施例所提供的一種液體冷卻式散熱結構，其包括：一單件式導熱模組及一組合式供水模組。所述單件式導熱模組包括一接觸發熱源的導熱基板、多個固定設置在所述導熱基板上的導熱鰭片、一固定設置在所述導熱基板上且覆蓋多個所述導熱鰭片的導熱分流板、及一固定設置在所述導熱分流板上的導熱導流板，其中所述導熱導流板具有一第一導流板開口及一通過一第一容置空間以連通於所述第一導流板開口的第二導流板開口，且所述導熱分流板具有一通過一第二容置空間以連通於所述第二導流板開口的第一分流板開口及一通過一第三容置空間以連通於所述第一分流板開口的第二分流板開口；所述組合式供水模組包括一可拆卸地設置在所述導熱基板上的外罩體及一可拆卸地設置在所述外罩體上的泵浦，其中多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板都容置在所述外罩體內，且所述外罩體具有至少一通過一第四容置空間以連通於所述第一導流板開口的液體輸入口及至少一連通於所述第二分流板開口的液體排出口；其中，所述發熱源所產生的熱傳導至所述單件式導熱模組的所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板；其中，冷卻液體通過所述泵浦的帶動從至少一所述液體輸入口進入所述外罩體內，以直接接觸所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板，藉此以吸收從所述發熱源傳導至所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板的熱。

本創作另外一實施例所提供的一種液體冷卻式散熱結構，其 包括：一單件式導熱模組及一組合式供水模組。所述單件式導熱模組包括一接觸發熱源的導熱基板、多個固定設置在所述導熱基板上的導熱鰭片、一固定設置在所述導熱基板上且覆蓋多個所述導熱鰭片的導熱分流板、及一固定設置在所述導熱分流板上的導熱導流板；所述組合式供水模組包括一可拆卸地設置在所述導熱基板上的外罩體及一可拆卸地設置在所述外罩體與所述導熱導流板之間的轉動件，其中多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板都容置在所述外罩體內，且所述外罩體具有至少一液體輸入口及至少一液體排出口；其中，冷卻液體通過所述轉動件的帶動從至少一所述液體輸入口進入所述外罩體內，以直接接觸所述單件式導熱模組，藉此以吸收從所述發熱源傳導至所述單件式導熱模組的熱。

本創作的有益效果可以在於，本創作實施例所提供的液體冷卻式散熱結構，其可透過“單件式導熱模組包括一接觸發熱源的導熱基板、多個固定設置在所述導熱基板上的導熱鰭片、一固定設置在所述導熱基板上且覆蓋多個所述導熱鰭片的導熱分流板、及一固定設置在所述導熱分流板上的導熱導流板”及“冷卻液體通過所述轉動件的帶動從至少一所述液體輸入口進入所述外罩體內，以直接接觸所述單件式導熱模組，藉此以吸收從所述發熱源傳導至所述單件式導熱模組的熱”的設計，以更有效提升液體冷卻式散熱結構的整體散熱效能。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

M‧‧‧液體冷卻式散熱結構

M1‧‧‧單件式導熱模組

1‧‧‧導熱基板

2‧‧‧導熱鰭片

3‧‧‧導熱分流板

3A‧‧‧第一圍繞狀擋牆部

3B‧‧‧第一蓋板部

30‧‧‧貫穿孔

30A‧‧‧第一穿孔部

30B‧‧‧第二穿孔部

D1‧‧‧第一孔徑

D2‧‧‧第二孔徑

31‧‧‧第一分流板開口

32‧‧‧第二分流板開口

4‧‧‧導熱導流板

4A‧‧‧第二圍繞狀擋牆部

4B‧‧‧第二蓋板部

4C‧‧‧連接部

40C‧‧‧嵌入部

41‧‧‧第一導流板開口

42‧‧‧第二導流板開口

M2‧‧‧組合式供水模組

5‧‧‧外罩體

51‧‧‧液體輸入口

52‧‧‧液體排出口

53‧‧‧液體輸入口

6‧‧‧泵浦

60‧‧‧轉動件

61‧‧‧固定件

S‧‧‧螺栓

W‧‧‧圍繞狀銲接層

L‧‧‧冷卻液體

R1‧‧‧第一容置空間

R2‧‧‧第二容置空間

R3‧‧‧第三容置空間

R4‧‧‧第四容置空間

H‧‧‧發熱源

圖1為本創作液體冷卻式散熱結構的其中一觀看視角的立體分解示意圖。

圖2為本創作液體冷卻式散熱結構的另外一觀看視角的立體分解 示意圖。

圖3為本創作液體冷卻式散熱結構的立體組合示意圖。

圖4為圖3的A-A割面線的剖面示意圖。

圖5為圖4的A部分的放大示意圖。

圖6為圖3的B-B割面線的剖面示意圖。

圖7為圖3的C-C割面線的剖面示意圖。

圖8為本創作液體冷卻式散熱結構的製作方法的流程圖。

以下是藉由特定的具體實例來說明本創作所揭露有關“液體冷卻式散熱結構”的實施方式，熟悉此技藝的相關人士可由本說明書所揭示的內容瞭解本創作的優點與功效。本創作可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的精神下進行各種修飾與變更。另外，本創作的圖式僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，先予敘明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所揭示的內容並非用以限制本創作的技術範疇。

請參閱圖1至圖7所示，本創作提供一種液體冷卻式散熱結構M，其包括：一單件式導熱模組M1及一組合式供水模組M2。

首先，配合圖2、圖3及圖4所示，單件式導熱模組M1包括一接觸發熱源H(例如CUP或任何會發熱的晶片)的導熱基板1、多個固定設置在導熱基板1上的導熱鰭片2、一固定設置在導熱基板1上且覆蓋多個導熱鰭片2的導熱分流板3、及一固定設置在導熱分流板3上的導熱導流板4。另外，組合式供水模組M2包括一可拆卸地設置在導熱基板1上的外罩體5及一可拆卸地設置在外罩體5上的泵浦6，其中多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4都容置在外罩體5內。舉例來說，外罩體5可通過多個螺栓S以可拆卸地設置在導熱基板1上，並且泵浦6包括一可拆卸地設置在外罩體5與導熱導流板4之間的轉動件60(亦即轉子)及 一對應於轉動件60的固定件61(亦即定子)。

更進一步來說，配合圖4及圖6所示，導熱導流板4具有一第一導流板開口41及一通過一第一容置空間R1以連通於第一導流板開口41的第二導流板開口42。另外，配合圖4及圖7所示，導熱分流板3具有一通過一第二容置空間R2以連通於第二導流板開口42的第一分流板開口31及一通過一第三容置空間R3以連通於第一分流板開口31的第二分流板開口32。此外，配合圖2、圖4、圖6及圖7所示，外罩體5具有至少一通過一第四容置空間R4以連通於第一導流板開口41的液體輸入口51及至少一連通於第二分流板開口32的液體排出口52。值得一提的是，外罩體5可另外增設另一個液體輸入口53，以提供多個液體冷卻式散熱結構M在同時使用時，可依據不同的需求來進行並聯、串聯、或同時並聯及串聯的佈局設計。

舉例來說，配合圖2、圖4及圖7所示，導熱分流板3具有一設置在導熱基板1上且圍繞多個導熱鰭片2的第一圍繞狀擋牆部3A及一連接於第一圍繞狀擋牆部3A且設置在多個導熱鰭片2的上方的第一蓋板部3B，其中第一分流板開口31會貫穿第一蓋板部3B，並且第二分流板開口32會貫穿第一蓋板部3B且連接於第一圍繞狀擋牆部3A。值得注意的是，發熱源H所產生的熱會通過第一圍繞狀擋牆部3A，以傳遞至第一蓋板部3B。藉此，本創作可藉由導熱分流板3所提供的導熱特性來提升液體冷卻式散熱結構M的整體散熱效能。

舉例來說，配合圖2、圖4及圖5所示，導熱導流板4具有一設置在第一蓋板部3B上的第二圍繞狀擋牆部4A、一連接於第二圍繞狀擋牆部4A且設置在第一蓋板部3B的上方的第二蓋板部4B、及多個從第二蓋板部4B的底面向下延伸以連接至第一蓋板部3B的連接部4C，並且第一導流板開口41及第二導流板開口42都貫穿第二蓋板部4B且連接於第二圍繞狀擋牆部4A。值得注意 的是，傳遞至第一蓋板部3B的熱會通過第二圍繞狀擋牆部4A及多個連接部4C，以傳遞至第二蓋板部4B。藉此，本創作可藉由導熱導流板4所提供的導熱特性來提升液體冷卻式散熱結構M的整體散熱效能。

值得一提的是，配合圖4、圖6及圖7所示，第一容置空間R1會形成在外罩體5與第二蓋板部4B之間，第二容置空間R2及第四容置空間R4都會形成在導熱導流板4與第一蓋板部3B之間，並且第三容置空間R3會形成在導熱分流板3與導熱基板1之間。另外，配合圖4及圖7所示，第二容置空間R2及第四容置空間R4被第二圍繞狀擋牆部4A所分隔，多個連接部4C的其中一部分會設置在第二容置空間R2內，並且多個連接部4C的其餘部分會設置在第四容置空間R4內，以使得多個連接部4C呈現散佈在兩個被隔開的容置空間內的佈局設計。

關於多個連接部4C連接至第一蓋板部3B的方式，舉例來說，如圖5所示，第一蓋板部3B具有多個貫穿孔30(亦即鉚接孔)，並且每一個貫穿孔30具有一連接於第二容置空間R2或第四容置空間R4的第一穿孔部30A及一連接於第一穿孔部30A與第三容置空間R3之間的第二穿孔部30B。值得注意的是，第一穿孔部30A具有相同的第一孔徑D1，第二穿孔部30B具有從第一穿孔部30A朝向第三容置空間R3的方向漸漸變大的第二孔徑D2，並且每一個連接部4C具有一嵌入相對應的貫穿孔30內的嵌入部40C。因此，每一個連接部4C的嵌入部40C可穩固地卡固在相對應的貫穿孔30內，藉此以有效提升導熱導流板4設置在第一蓋板部3B上的穩固性。

綜上所述，配合圖4、圖6及圖7所示，可以容易理解的，當發熱源H所產生的熱傳導至單件式導熱模組M1的導熱基板1、多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4時，冷卻液體L會通過泵浦6的轉動件60的帶動從至少一液體輸入口51進入外罩 體5內，以直接接觸單件式導熱模組M1的導熱基板1、多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4，藉此以吸收從發熱源H傳導至單件式導熱模組M1的導熱基板1、多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4的熱。藉此，本創作可同時藉由導熱基板1、多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4所提供的導熱特性來提升液體冷卻式散熱結構M的整體散熱效能。

值得一提的是，配合圖2、圖3及圖8所示，本創作另外還提供一種液體冷卻式散熱結構M的製作方法，其包括下列步驟：首先，形成一單件式導熱模組M1(S10)，其中單件式導熱模組M1包括一接觸發熱源H的導熱基板1、多個固定設置在導熱基板1上的導熱鰭片2、一固定設置在導熱基板1上且覆蓋多個導熱鰭片2的導熱分流板3、及一固定設置在導熱分流板3上的導熱導流板4；然後，將一組合式供水模組M2可拆卸地組裝在單件式導熱模組M1上(S12)，其中組合式供水模組M2包括一可拆卸地設置在導熱基板1上的外罩體5及一可拆卸地設置在外罩體5與導熱導流板4之間的轉動件60，其中多個導熱鰭片2、導熱分流板3、及導熱導流板4都容置在外罩體5內，並且外罩體5具有至少一液體輸入口51及至少一液體排出口52。藉此，冷卻液體L通過轉動件60的帶動從至少一液體輸入口51進入外罩體5內，以直接接觸單件式導熱模組M1，藉此以吸收從發熱源H傳導至單件式導熱模組M1的熱。

舉例來說，如圖8所示，形成單件式導熱模組M1的步驟S10中，可更進一步包括：首先，在導熱基板1上形成多個導熱鰭片2(S100)；接著，將導熱導流板4鉚接在導熱分流板3上(S102)，其中導熱分流板3具有多個鉚接孔(亦即貫穿孔30)；然後，將具有導熱導流板4的導熱分流板3銲接在導熱基板1上(S104)，其中導熱分流板3與導熱基板1之間形成一圍繞狀銲接層W。值得一提的是，導熱基板1可由一第一預定導熱材料通過擠出成型的方 式所製成，多個導熱鰭片2可在導熱基板1上進行鏟或鉋的方式所製成，並且依據不同的設計需求，第一預定導熱材料可為銅、鋁、及石墨三者其中之一。另外，導熱分流板3可由一第二預定導熱材料經過沖壓成型的方式所製成，並且依據不同的設計需求，第二預定導熱材料可為銅、鋁、及石墨三者其中之一。此外，導熱導流板4可由一第三預定導熱材料通過壓鑄成型的方式所製成，並且依據不同的設計需求，第三預定導熱材料可為銅、鋁、及石墨三者其中之一。

然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施態樣而已，其並非用來限定本創作。例如，單件式導熱模組M1亦可是由一預定導熱材料通過一體成型的方式所製成，並且依據不同的設計需求，預定導熱材料亦可選至銅、鋁、及石墨三者其中之一。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本創作的有益效果可以在於，本創作實施例所提供的液體冷卻式散熱結構M，其可透過“單件式導熱模組M1包括一接觸發熱源H的導熱基板1、多個固定設置在導熱基板1上的導熱鰭片2、一固定設置在導熱基板1上且覆蓋多個導熱鰭片2的導熱分流板3、及一固定設置在導熱分流板3上的導熱導流板4”及“冷卻液體L通過轉動件60的帶動從至少一液體輸入口51進入外罩體5內，以直接接觸單件式導熱模組M1，藉此以吸收從發熱源H傳導至單件式導熱模組M1的熱”的設計，以更有效提升液體冷卻式散熱結構的整體散熱效能。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

M‧‧‧液體冷卻式散熱結構

M1‧‧‧單件式導熱模組

1‧‧‧導熱基板

2‧‧‧導熱鰭片

3‧‧‧導熱分流板

3A‧‧‧第一圍繞狀擋牆部

3B‧‧‧第一蓋板部

31‧‧‧第一分流板開口

4‧‧‧導熱導流板

41‧‧‧第一導流板開口

42‧‧‧第二導流板開口

M2‧‧‧組合式供水模組

5‧‧‧外罩體

6‧‧‧泵浦

60‧‧‧轉動件

61‧‧‧固定件

W‧‧‧圍繞狀銲接層

L‧‧‧冷卻液體

R1‧‧‧第一容置空間

R2‧‧‧第二容置空間

R3‧‧‧第三容置空間

R4‧‧‧第四容置空間

H‧‧‧發熱源

Claims (12)

1. 一種液體冷卻式散熱結構，其包括：一單件式導熱模組，所述單件式導熱模組包括一接觸發熱源的導熱基板、多個固定設置在所述導熱基板上的導熱鰭片、一固定設置在所述導熱基板上且覆蓋多個所述導熱鰭片的導熱分流板、及一固定設置在所述導熱分流板上的導熱導流板，其中所述導熱導流板具有一第一導流板開口及一通過一第一容置空間以連通於所述第一導流板開口的第二導流板開口，且所述導熱分流板具有一通過一第二容置空間以連通於所述第二導流板開口的第一分流板開口及一通過一第三容置空間以連通於所述第一分流板開口的第二分流板開口；以及一組合式供水模組，所述組合式供水模組包括一可拆卸地設置在所述導熱基板上的外罩體及一可拆卸地設置在所述外罩體上的泵浦，其中多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板都容置在所述外罩體內，且所述外罩體具有至少一通過一第四容置空間以連通於所述第一導流板開口的液體輸入口及至少一連通於所述第二分流板開口的液體排出口；其中，所述發熱源所產生的熱傳導至所述單件式導熱模組的所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板；其中，冷卻液體通過所述泵浦的帶動從至少一所述液體輸入口進入所述外罩體內，以直接接觸所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板，藉此以吸收從所述發熱源傳導至所述導熱基板、多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板的熱。
2. 如請求項1所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述導熱分流板具有一設置在所述導熱基板上且圍繞多個所述導熱鰭片的第一圍繞狀擋牆部及一連接於所述第一圍繞狀擋牆部且設置在多個所述導熱鰭片的上方的第一蓋板部。
3. 如請求項2所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述第一分流板開口貫穿所述第一蓋板部，所述第二分流板開口貫穿所述第一蓋板部且連接於所述第一圍繞狀擋牆部，且所述發熱源所產生的熱通過所述第一圍繞狀擋牆部，以傳遞至所述第一蓋板部。
4. 如請求項2所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述導熱導流板具有一設置在所述第一蓋板部上的第二圍繞狀擋牆部、一連接於所述第二圍繞狀擋牆部且設置在所述第一蓋板部的上方的第二蓋板部、及多個從所述第二蓋板部的底面向下延伸以連接至所述第一蓋板部的連接部。
5. 如請求項4所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述第一導流板開口及所述第二導流板開口都貫穿所述第二蓋板部且連接於所述第二圍繞狀擋牆部，且傳遞至所述第一蓋板部的熱通過所述第二圍繞狀擋牆部及多個所述連接部，以傳遞至所述第二蓋板部。
6. 如請求項4所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述第一容置空間形成在所述外罩體與所述第二蓋板部之間，所述第二容置空間及所述第四容置空間都形成在所述導熱導流板與所述第一蓋板部之間，且所述第三容置空間形成在所述導熱分流板與所述導熱基板之間，其中所述第二容置空間及所述第四容置空間被所述第二圍繞狀擋牆部所分隔，多個所述連接部的其中一部分設置在所述第二容置空間內，且多個所述連接部的其餘部分設置在所述第四容置空間內。
7. 如請求項6所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述第一蓋板部具有多個貫穿孔，每一個所述貫穿孔具有一連接於所述第二容 置空間或所述第四容置空間的第一穿孔部及一連接於所述第一穿孔部與所述第三容置空間之間的第二穿孔部，所述第一穿孔部具有相同的第一孔徑，所述第二穿孔部具有從所述第一穿孔部朝向所述第三容置空間的方向漸漸變大的第二孔徑。
8. 如請求項7所述之液體冷卻式散熱結構，其中每一個所述連接部具有一嵌入相對應的所述貫穿孔內的嵌入部。
9. 一種液體冷卻式散熱結構，其包括：一單件式導熱模組，所述單件式導熱模組包括一接觸發熱源的導熱基板、多個固定設置在所述導熱基板上的導熱鰭片、一固定設置在所述導熱基板上且覆蓋多個所述導熱鰭片的導熱分流板、及一固定設置在所述導熱分流板上的導熱導流板；以及一組合式供水模組，所述組合式供水模組包括一可拆卸地設置在所述導熱基板上的外罩體及一可拆卸地設置在所述外罩體與所述導熱導流板之間的轉動件，其中多個所述導熱鰭片、所述導熱分流板、及所述導熱導流板都容置在所述外罩體內，且所述外罩體具有至少一液體輸入口及至少一液體排出口；其中，冷卻液體通過所述轉動件的帶動從至少一所述液體輸入口進入所述外罩體內，以直接接觸所述單件式導熱模組，藉此以吸收從所述發熱源傳導至所述單件式導熱模組的熱。
10. 如請求項9所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述導熱分流板具有一設置在所述導熱基板上且圍繞多個所述導熱鰭片的第一圍繞狀擋牆部及一連接於所述第一圍繞狀擋牆部且設置在多個所述導熱鰭片的上方的第一蓋板部，且所述發熱源所產生的熱通過所述第一圍繞狀擋牆部，以傳遞至所述第一蓋板部。
11. 如請求項10所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述導熱導流板具有一設置在所述第一蓋板部上的第二圍繞狀擋牆部、一連 接於所述第二圍繞狀擋牆部且設置在所述第一蓋板部的上方的第二蓋板部、及多個從所述第二蓋板部的底面向下延伸以連接至所述第一蓋板部的連接部，且傳遞至所述第一蓋板部的熱通過所述第二圍繞狀擋牆部及多個所述連接部，以傳遞至所述第二蓋板部。
12. 如請求項11所述之液體冷卻式散熱結構，其中所述第一蓋板部具有多個貫穿孔，每一個所述連接部具有一嵌入相對應的所述貫穿孔內的嵌入部。