TWM679478U - 散熱模組 - Google Patents

Abstract

一種散熱模組包括一散熱座、一熱擴散件、一固定元件、一第一彈性導熱墊及一第二彈性導熱墊。固定元件將熱擴散件固定至散熱座上。第一彈性導熱墊具可壓縮性，覆蓋於熱擴散件相對散熱座之一面，且熱連接熱擴散件，用以接觸一熱源。第二彈性導熱墊夾合於熱擴散件與散熱座之間，且熱連接熱擴散件與散熱座。

Description

散熱模組

本創作有關於一種散熱模組，尤指一種車用電子產品之散熱模組。

傳統的散熱設計中，常採用彈性元件來實現壓力補償，以保持熱界面材料（Thermal Interface Material，後稱TIM材）在長期使用中的穩定接觸和導熱性能。

然而，車用環境伴隨頻繁震動、劇烈溫度變化和長期熱循環等條件，使得彈性元件有風險因彈性疲乏而導致對散熱模組的壓力下降，影響TIM材的填充與導熱效能。

由此可見，上述技術顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改良。因此，如何能有效地解決上述不便與缺陷，實屬當前重要研發課題之一，亦成爲當前相關領域亟需改進的目標。

本創作提出一種散熱模組，用以解決先前技術的問題。

本創作提出一種散熱模組，用以針對車用電子產品中散熱模組的結構進行優化設計，透過取消傳統彈簧螺絲的壓接機構，改以雙層熱介面材料與限位設計來實現穩定且均勻的壓力傳遞與散熱接觸效能。

依據本創作之一實施方式，一種散熱模組包括一散熱座、一熱擴散件、至少一固定元件、一第一彈性導熱墊及一第二彈性導熱墊。固定元件將熱擴散件固定至散熱座上。第一彈性導熱墊具可壓縮性，覆蓋於熱擴散件相對散熱座之一面，且熱連接熱擴散件，用以接觸一熱源。第二彈性導熱墊夾合於熱擴散件與散熱座之間，且熱連接熱擴散件與散熱座。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，熱擴散件包含一底座、一凸台及至少一限位開槽。底座位於散熱座之頂面，散熱座之頂面具有至少一固定孔。凸台位於底座相對散熱座之一面。限位開槽貫穿地位於底座上且與固定孔同軸。透過固定元件固定於限位開槽及固定孔內，底座將第二彈性導熱墊壓合於散熱座之頂面上。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，凸台具有一承載面，承載面用以承載第一彈性導熱墊，且承載面之尺寸與第一彈性導熱墊之尺寸相同。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，限位開槽為開放式螺孔。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，限位開槽內具有一抵靠凸緣與一貫孔，貫孔貫穿抵靠凸緣，且與固定孔同軸。固定元件包含一螺柱體與一螺母頭，螺柱體連接螺母頭，且位於貫孔及固定孔內，螺母頭抵靠抵靠凸緣。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，第一彈性導熱墊之厚度小於第二彈性導熱墊之厚度。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，第一彈性導熱墊為厚度一致之墊體。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，第一彈性導熱墊呈液態或半固態。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，第二彈性導熱墊為熱塑性彈性體及矽膠彈性體其中之一。

依據本創作一或複數個實施例，在上述之散熱模組中，固定元件不具備彈簧元件。

如此，透過以上架構，本創作之散熱模組能夠有效簡化結構，提高產品組裝一致性與可靠性，同時，透過材料的彈性與預設壓縮行程的控制，可實現穩定壓力的熱傳遞界面，進一步提升模組整體散熱效能與熱傳導穩定性，非常適合應用於車載等高可靠度要求之產品。

以上所述僅係用以闡述本創作所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本創作之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本創作之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本創作部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本創作。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

第1圖為本創作一實施例之散熱模組10的立體圖。第2圖為第1圖之散熱模組10的分解圖。第3圖為第1圖沿線段A-A所製成之剖面圖。在本實施例中，如第1圖至第3圖所示，一種散熱模組10包括一散熱座100、一熱擴散件200、一或多個(例如2個)固定元件300、一第一彈性導熱墊400及一第二彈性導熱墊500。這些固定元件300分別將熱擴散件200固定至散熱座100上。第一彈性導熱墊400具可壓縮性(或可延展性)，覆蓋於熱擴散件200相對散熱座100之一面，且熱連接熱擴散件200，用以熱接觸一熱源(如車機外殼600)。第二彈性導熱墊500夾合於熱擴散件200與散熱座100之間，且熱連接熱擴散件200與散熱座100。在本實施例中，熱擴散件200被直接夾合於第一彈性導熱墊400及第二彈性導熱墊500之間。在本實施例中，熱源例如為由車機外殼600所包覆之發熱元件(圖中未示)，然而，本創作不限於此，其他實施例中亦可能為半導體晶片等。

故，當熱源(如車機外殼600)鎖固於散熱座100上，且讓第一彈性導熱墊400直接夾合於熱擴散件200與熱源之間，車機外殼600之熱能能夠有效地經由熱擴散件200、第一彈性導熱墊400及第二彈性導熱墊500傳導至散熱座100上。

更具體地，在本實施例中，散熱座100呈平板狀，包含彼此相對之頂面110與底面120。散熱座100之頂面110用以承載所述熱擴散件200、固定元件300、第一彈性導熱墊400、第二彈性導熱墊500與車機外殼600，並讓熱擴散件200與車機外殼600分別鎖固其上。舉例來說，散熱座100為散熱用之冷板，然而，本創作不限於此。

更進一步地，散熱座100之頂面110具有一或多個(例如2個)固定孔130。熱擴散件200包含一底座210、一凸台220及一或多個(例如2個)限位開槽230。底座210包含上主面211、下主面212及多個外側面213，上主面211與下主面212彼此相對，底座210之下主面212放置於散熱座100之頂面110，上主面211面向車機外殼600，且這些外側面213共同圍繞且鄰接上主面211以及下主面212。凸台220位於底座210之上主面211，這些限位開槽230分別間隔排列於底座210上，每個限位開槽230貫穿地設於底座210上且分別連接底座210之上主面211與下主面212，且與其中一固定孔130彼此同軸配置。更具體地，在本實施例中，凸台220一體地形成於底座210之上主面211；每個限位開槽230為連接底座210之其中一外側面213及此些主面之開放式螺孔，然而，本創作不限於此。故，當每個固定元件300固定地位於同側之限位開槽230及固定孔130內，熱擴散件200之底座210能夠穩定地將第二彈性導熱墊500壓合於散熱座100之頂面110(第3圖)。

更進一步地，在本實施例中，每個限位開槽230內具有一抵靠凸緣231與一貫孔232，貫孔232貫穿抵靠凸緣231，且與固定孔130同軸設置。每個固定元件300包含一螺柱體310與一螺母頭320，螺母頭320連接至螺柱體310之一端，且抵靠至抵靠凸緣231上，螺柱體310之另一端依序伸入貫孔232及固定孔130內，並固定於散熱座100上。在本實施例中，固定元件300例如為限位螺絲，然而，本創作不限於此。

此外，凸台220具有一承載面221，承載面221位於凸台220相對底座210之一面，用以承載第一彈性導熱墊400，且承載面221之尺寸(如面積)與第一彈性導熱墊400之尺寸(如面積)相同，然而，本創作不限於此。

在本實施例中，第一彈性導熱墊400為呈液態或半固態之填隙導熱材料，然而，本創作不限於此。第一彈性導熱墊400例如為導熱膏或導熱液。第二彈性導熱墊500例如為熱塑性彈性體(如聚苯醚，PPE或聚氨酯，PU)或矽膠彈性體。

更進一步地，散熱座100更具有一或多個(例如4個)固定螺柱140。這些固定螺柱140依據一陣列方式排列於散熱座100之頂面110。如此，車機外殼600能夠透過數個螺栓B鎖固於這些固定螺柱140上。

第4A圖與第4B圖分別為第1圖之散熱模組10在局部下之連續使用操作圖。如第1圖與第4A圖所示，當一使用者將車機外殼600鎖固於散熱座100上，並讓車機外殼600覆蓋且壓迫第一彈性導熱墊400。由於車機外殼600透過熱擴散件200施予一壓力F1朝下壓迫第二彈性導熱墊500，使得第二彈性導熱墊500被壓迫後暫時存有預壓彈力。

接著，如第4B圖所示，當第二彈性導熱墊500之預壓彈力F2向上彈壓第一彈性導熱墊400，使得第一彈性導熱墊400被壓縮為厚度D1一致之墊體，且第一彈性導熱墊400之厚度D1小於第二彈性導熱墊500之厚度D2。如此，由於第二彈性導熱墊500之預壓彈力F2能夠控制第一彈性導熱墊400在預設的壓縮比下變形，故，確保在無彈簧助力的情況下仍能維持良好導熱性能與機械穩定性。如此，透過第一彈性導熱墊400與第二彈性導熱墊500的重複壓縮特性可自動補償製程和裝配誤差，進一步提升產品可靠度，維持模組的良好導熱效能與機械穩定性。

須了解到，在本實施例中，雖然固定元件300為不具備彈簧元件之螺絲(即彈簧螺栓)，然而，本創作不限於此，在其他需求或限制下，本創作不排除使用彈簧螺栓之可能。

如此，透過以上架構，本創作之散熱模組能夠有效簡化結構，提高產品組裝一致性與可靠性，同時，透過材料的彈性與預設壓縮行程的控制，可實現穩定壓力的熱傳遞界面，進一步提升模組整體散熱效能與熱傳導穩定性，非常適合應用於車載等高可靠度要求之產品。此外，上述散熱模組之第一彈性導熱墊具備可重複壓縮特性，因此最終組裝後壓力分布趨於均勻，可避免因材料厚度誤差導致導熱失效，進而提升量產可靠性。與現有依賴彈簧螺絲施加夾持力之散熱模組不同，本創作藉由結構限位與材料彈性特性達成壓力調控，無需額外彈性元件即可穩定壓接。

最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本創作中。因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:散熱模組 100:散熱座 110:頂面 120:底面 130:固定孔 140:固定螺柱 200:熱擴散件 210:底座 211:上主面 212:下主面 213:外側面 220:凸台 221:承載面 230:限位開槽 231:抵靠凸緣 232:貫孔 300:固定元件 310:螺柱體 320:螺母頭 400:第一彈性導熱墊 500:第二彈性導熱墊 600:車機外殼 A-A:線段 B:螺栓 D1,D2:厚度 F1:壓力 F2:預壓彈力

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為本創作一實施例之散熱模組的立體圖。 第2圖為第1圖之散熱模組的分解圖。 第3圖為第1圖沿線段A-A所製成之剖面圖。 第4A圖與第4B圖分別為第1圖之散熱模組在局部下之連續使用操作圖。

100:散熱座

110:頂面

120:底面

130:固定孔

140:固定螺柱

200:熱擴散件

230:限位開槽

232:貫孔

300:固定元件

400:第一彈性導熱墊

500:第二彈性導熱墊

600:車機外殼

A-A:線段

B:螺栓

Claims (10)

1. 一種散熱模組，包括： 一散熱座； 一熱擴散件； 至少一固定元件，將該熱擴散件固定至該散熱座上； 一第一彈性導熱墊，具可壓縮性，覆蓋於該熱擴散件相對該散熱座之一面，且熱連接該熱擴散件，用以接觸一熱源；以及 一第二彈性導熱墊，夾合於該熱擴散件與該散熱座之間，且熱連接該熱擴散件與該散熱座。
2. 如請求項1所述之散熱模組，其中該熱擴散件包含： 一底座，位於該散熱座之頂面，其中該散熱座之該頂面具有至少一固定孔； 一凸台，位於該底座相對該散熱座之一面；以及 至少一限位開槽，貫穿地位於該底座上，且與該固定孔同軸， 其中透過該固定元件固定於該限位開槽及該固定孔內，該底座將該第二彈性導熱墊壓合於該散熱座之該頂面上。
3. 如請求項2所述之散熱模組，其中該凸台具有一承載面，該承載面用以承載該第一彈性導熱墊，且該承載面之尺寸與該第一彈性導熱墊之尺寸相同。
4. 如請求項2所述之散熱模組，其中該限位開槽為開放式螺孔。
5. 如請求項2所述之散熱模組，其中該限位開槽內具有一抵靠凸緣與一貫孔，該貫孔貫穿該抵靠凸緣，且與該固定孔同軸；以及 該固定元件包含一螺柱體與一螺母頭，該螺柱體連接該螺母頭，且位於該貫孔及該固定孔內，該螺母頭抵靠該抵靠凸緣。
6. 如請求項1所述之散熱模組，其中該第一彈性導熱墊之厚度小於該第二彈性導熱墊之厚度。
7. 如請求項1所述之散熱模組，其中該第一彈性導熱墊為厚度一致之墊體。
8. 如請求項1所述之散熱模組，其中該第一彈性導熱墊呈液態或半固態。
9. 如請求項1所述之散熱模組，其中該第二彈性導熱墊為熱塑性彈性體及矽膠彈性體其中之一。
10. 如請求項1所述之散熱模組，其中該固定元件不具備彈簧元件。