TW200532425A - Heat dissipation module - Google Patents

Description

200532425 五、發明說明（1) 一、 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種散熱模組，尤有關一種能有效提昇 散熱效率之散熱模組。 二、 【先前技術】 隨著電子裝置效能的提昇，搭配電子裝置之散熱結構 其散熱能力亦需同時增大，以有效散逸發熱元件所產生之 大量熱能。 圖1為一示意圖，顯示一安裝於發熱電子元件（未圖 示）上之散熱裝置。散熱裝置100包含一熱沉（heat sink)l〇2及一轴流風扇1〇4，當熱沉102藉由熱傳導吸收發 熱元件產生之熱能時，軸流風扇1 〇 4運轉所產生之氣流可 將熱沉1 0 2吸收之熱能散逸。 然而’如圖1所示之習知風扇與熱沉搭配方式，因風 扇1 〇 4引致之氣流係由鄰近熱沉丨〇 2之空氣流動所產生，故 風扇104吹入熱沉1 〇2之空氣溫度約為40-45艺之高溫。因 此’熱源（發熱電子元件）表面溫度（例如一中央處理器表 面約為65-70。〇與冷卻空氣溫度相差僅約25它，使熱傳遞 j率文到極大限制。再者，受限於風扇馬達之設計，馬達 =子下方對應之熱沉1 〇 2中心點的風量最小，然而此處卻 是熱源最集中且溫度最高的地方，如此不僅使熱傳遞率降 低且容易導致散熱不均勻的問題。 三、 【發明内容】

200532425 五、發明說明（2) 因此，本發明之目的在提供一種散熱模組，其能 解決習知技術之上述種種問題。 ^ & 效 依本發明之設計散熱模組，包含一空氣輪送裝置與 具有進氣口及排氣口之散熱腔室。散熱腔室之内御j壁^一 形成有一熱傳增強結構且其外側壁面貼覆於一發熱—上 空氣輸送裝置引致氣流進出該散熱腔室’其可^用'二空氣 壓縮機（air compressor )、鼓風機（blower)或抽5 厂 pump)，且熱傳增強結構形成為氣流於散熱腔室 之一流道。散熱腔室可藉由一板狀構件與熱 密仃進 形成。 承也、、、Ό合而 ，藉由本發明之設計，熱沉表面形成之熱 形狀及位置係預先搭配板狀構件之通孔位』一…，其 可仃經散熱腔内各部分之空氣流道，如此♦ 連績且 氣體經由該通孔灌入散熱腔室後，由壓縮：而J:將高壓 卻空氣可循散熱腔室内預設之流道，· 低溫冷 觸後，最後再由—排氣口排出。如此一；分充分接 充分接觸，所以冗表面上的熱傳増強結構各部分 最集中且溫度最Ϊί，’元 有習知散熱裝置熱源 ::因持續補充之低溫冷卻空氣其溫度-方 ΐ =，故可有效增加空氣所能移除之ΓΓί的 散熱效率。 熱里而大幅提昇

第8頁 200532425 五、發明說明（3) -- 四、【實施方式】 圖2為依本發明一實施例之示意簡圖，以顯示 散熱模組之設計原理。 ' 如圖2所示，依本實施例之散熱模紐主要係由一空氣 壓縮機（air compressor )1〇及預先設計之散熱構件^"1所、

成。空氣壓縮機1 0與散熱構件丨2係以一氣密管路連接，空 氣經壓縮機ίο壓縮後可如箭頭所示方向，由散熱構件 一進氣口高速進入其中再由一排氣口排出，且一壓力控制 器30可設置於該氣密管路上，以調節空氣壓力及空氣^ 量。 L 依本實施例，散熱構件12係由一板狀構件14及埶沉 16(heat sink)兩者緊密結合而形成。熱沉16係由且高熱 傳導係數之材質所構成，其底面貼覆於一發熱元件28上…。 圖3 A及圖3B顯示本發明板狀構件丨4設計之一例。板狀 構件14中心形成有一通孔18，且邊緣設有一至數個固 2 0。 圖4 A及圖4B顯示本發明熱沉丨6設計之一例，如圖所 示，熱沉1 6表面形成有一熱傳增強結構，依本實施例該埶 傳增強結構係由各部分均具相同高度11之鰭片22卷繞形…、 成，其中鰭片2 2之卷繞形式例如是逆時針卷繞或順時針卷 繞均可。熱沉1 6邊緣亦設有複數個固定孔24。 因此’利用螺絲之類的固定件，經由位置相互對鹿 固定孔20及24將板狀構件14與熱沉16兩者鎖合，板狀&件 14即可緊密覆蓋於熱沉丨6上方，使兩構件中間形成具有—

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進氣口（即板狀構件丨4上之通孔18)及一排氣口（縛片“卷 繞形成之通道的最後出口 26)之封閉散熱腔室。因本 =繞鰭片2…同之高度H，且當板狀構件“緊密覆蓋 二:16士方時、鰭片22之頂面可與板狀構件14其面 五、發明說明（4) 一表面19緊密㈣’如此當空氣壓縮機1〇將高壓空 構件上之通孔18灌入散熱腔室時，原本作為熱 結構之鰭片22即同時成為氣流於散熱腔室内部行進 時氣流會沿圖4Α箭頭所指方向，由ρ點開始沿 ^卷％形成之通道快速流經封閉之散熱腔室各部 取後再由通道出口 26排出。 藉由本發明之没什，熱沉1 6表面形成之鰭片U，其形 大及位置係預先搭配覆蓋於其上之板狀構件1 4的通孔i 8， ，成一連續且可行經散熱腔内各部分之空氣流道，如此杳 將高壓氣體經由該通孔18灌入散熱腔室後，由二 =機10持績而來的低溫冷卻空氣可循該散熱腔室内預設 w iL與，鳍片各部分充分接觸後，最後再由一排氣口排出。 如此一方面低溫冷卻空氣可與熱沉16表面各部分、熱沉U 表，t的熱傳增強結構各部分充分接觸，使散熱腔室任 部伤均有大量低溫空氣流過，而可均勻地攜走熱量，二 王不會有習知散熱裝置熱源最集中且溫度最高之中心二 =卻最小的問題。另一方面，持續補充之低溫冷卻空氣二 ，度與熱沉1 6表面溫度的差距極大，故空氣所能移除之^ ΐ將大幅增加，而可大幅提昇散熱效率。 …、 另外’依本發明板狀構件1 4之通孔1 8的數量及配署 '夏方

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五、發明說明（5) 式完全不限定’例如亦可如圖3C所示，於板狀構件14上形 成陣列形式配置之複數個通孔。 圖5為一示意圖，分別顯示板狀構件14與熱沉16兩者 將緊密接觸之表面，以說明本發明板狀構件丨4與熱沉i 6之 另一搭配結合方式。如圖5所示，板狀構件14面向熱沉16 之一表面1 9上，可另外形成對應該卷繞鰭片2 2兩兩壁間之 空隙分佈的卷繞凸塊結構2 1。如此當板狀構件1 4與熱沉1 6 結合時，凸塊結構21可緊密嵌入鰭片22兩兩壁間而緊密覆 蓋於空氣流道之上方，而可更進一步獲得板狀構件丨4與熱 沉16兩者精確對位及密閉的效果。 … 再者，欲獲得上述精確對位及密閉效果，並不限定為 運用上述之凸塊結構2 1。如圖6所示，亦可於板狀構件1 4 面向熱沉16之一表面19上，對應卷繞鰭片22兩兩壁間之空 隙分佈，形成一门字形之封閉鰭片薄壁2 3，來後合熱沉1 6 上之鰭片2 2以覆蓋整個空氣流道。亦即，僅需於板狀構件 1 4其面向熱沉1 6之一表面1 9，形成與該熱傳增強結構分佈 圖案互補之嵌合結構，即可獲得板狀構件丨4與熱沉1 6兩者 結合時精確對位及密閉的效果。 如圖7所示，本實施例之空氣壓縮機1 〇亦可以一高效 率之鼓風機（blower)32替代，將鼓風機32出口以一氣密管 路連接至散熱構件12，同樣可獲得輸送低溫冷卻空氣至封 閉之散熱腔室内循預設流道流動的效果。再者，本實施例 平板構件1 4上開設之通孔1 8僅需搭配預設流道來設計，其 外形及開口面積並不限定。

第11頁 200532425 五'發明說明（6) 圖8為顯示本發明另一實施例之示意簡圖。於此實施 例中係利用一抽氣泵（air pump) 34取代空氣壓縮機，將抽 氣泵3 4以一氣密管路連接至散熱腔室由鰭片構成之通道出 口 26，其中抽氣栗34例如可為一真空系（vacuum pump) 〇 該設計原理係利用抽氣泵34將散熱腔室内之空氣抽出至呈 負壓狀態，此時外界空氣由於壓力高於散熱腔室内之壓 力，故空氣可經由進氣孔快速進入散熱腔室内沿預設流道 流動進行冷卻，同樣可達到本發明之效果。於此實施例 中’板狀構件1 4上之進氣孔以設計為其截面積由外界朝散 熱腔内漸縮之喷嘴孔1 8 ’較佳，如此當空氣進入散熱腔室 時，因喷嘴孔1 8 ’之截面漸漸縮小而使空氣流動速率加 快，使流體本身内能轉換為流體動能，故通過喷嘴孔1 8， 之空氣本身溫度會更形降低，進一步提升熱傳效率。當 然，板狀構件1 4上之進氣孔形式並不限定，例如亦可如圖 9所示設成一由外界朝散熱腔内漸縮再漸開之喷嘴孔1 8，， 形式。 本發明形成於熱沉表面上之熱傳增強結構，完全不限 定為一鰭片結構，而僅需配置使當板狀構件1 4緊密覆蓋於 熱沉1 6上方而形成一封閉腔室時，能於該封閉腔室内形成 一氣流可充分接觸該封閉腔室各部分之流道即可。舉例而 言，如圖1 0所示，亦可於熱沉3 6表面形成大量微小凸塊 (bump) 40，作為增大散熱面積之熱傳增強結構，真凸塊4〇 同時排列出讓氣流充分接觸封閉腔室各部分之流道’當空 氣由進氣孔38進入後可依箭頭方向循該流道行進’再由複

第12頁 200532425 五、發明說明（7) 數個排氣口排出 再者，本發 將熱傳增強結構 圖11所示，亦可 鰭片42a及42b Sf 本發明可進一步 不同的 應流道 需求之 又 熱沉1 6 覆蓋熱 狀構件 且覆蓋 方式與 式、卡 以 本發明 應包含 散熱需求 配置可任 最佳化流 ，例示之 以形成一 沉1 6以形 ，而可為 於熱沉1 6 熱沉1 6結 扣方式、 上所述僅 之精神與 於後附之 ’而可提高散熱效果。 明之進氣孔數量及位置可任意選 搭配設計出相應流道即可。舉例 採用複數個進氣孔48a及48b之設 應各該進氣孔形成不同流道。由 提供如下優點：若發熱元件之各 ’本發明即可利用進氣孔數量、 意選擇之彈性，進行針對該不同 道設計。 板狀構件14僅用以提供通孔，且 封閉空腔之用，其外形並不限定 成一封閉空腔之構件並不限定為 任何能達成緊密覆蓋熱沉16目的 上之構件可以任何能達到 合，例如前述之螺接方式7二 焊接方式結合等等均可。 為舉例性，而非為限制性者。 範疇，而對其進行之蓉壬 申請專利範圍中。 人 擇，僅需 而言，如 計，再將 此可知’ 個區域有 位置及相 區域散熱 作為覆蓋 。亦即， 上述之板 之結構， 合效果之 鉚接方 何未脫離 變更，均

第13頁 200532425 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 圖1為顯示習知散熱裝置之示意圖。 圖2為依本發明一實施例之示意圖， 熱模組之設計原理。 ”肩示本發明散 圖3 A及圖3 B顯示本發明板狀構件設 板狀構件之俯視圖及圖3B為板狀構件^剖:例，圖3A為 圖3C顯示本發明板狀構件設計之另一每二。 圖4 A及4 B顯示本發明熱沉設計之一 、例。 剖面圖及圖4B為熱沉之前視圖。 圖4A為熱沉之 ^圖5為一示意圖，分別顯示板狀構件盘 結合:;以說明本發明板狀構件與熱沉之另一將搭緊配 密接ΓΛ—面示意Λ ’明分本別=板《狀構件與熱沉兩者將緊 結合方式。 °尤明本發明板狀構件與熱沉之另一搭配 圖7為顯示本發明另一實施例之示音圖 圖8為顯示本發明另一實施例之示^。 圖9為顯示本發明另者 ^ m η炎，4知月另灵施例之示意圖。 例 為顯示本發明板狀構件與熱沉搭配設計之-變化 化例 圖11為顯示本發明板狀構件與熱沉搭配設計 之另 元件符號說明：

200532425 圖式簡單說明 ίο 空氣壓縮機 12 散熱構件 14 板狀構件 1 6、3 6 熱沉 18 通孔 1 8 ’ 、1 8 ’ ’ 喷嘴孔 19 板狀構件表面 2 0、2 4 固定孔 21 卷繞凸塊結構 22 、 42a 、 42b 鰭片 23 鰭片薄壁 2 6 通道出口 28 發熱元件 30 壓力控制器 32 鼓風機 3 4 抽氣泵 38、48a、48b 進氣孔 40 凸塊 100 散熱裝置 102 熱沉 104 風扇

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Claims (1)

1. 200532425 六、申請專利範圍 1. 一種散熱模組，包含： 一空氣輸送裝置； 一第一構件，其上形成有至少一進氣口 ； 一第二構件，貼覆於一發熱元件，且其表面形成有一 熱傳增強結構，該第二構件與該第一構件緊密結合產生一 容置該熱傳增強結構之散熱腔室及至少一排氣口；其中 該空氣輸送裝置引致一氣流進出該散熱腔室，該熱傳 增強結構形成為該氣流於該散熱腔室内部行進之一流道， 且該流道之出口形成為該散熱腔室之該排氣口。 2. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第一構 件係為一板狀構件。 3. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第二構 件係為一熱沉（heat sink)。 4. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第一構 件面向該第二構件之一表面形成有與該熱傳增強結構分佈 圖案互補之嵌合結構。 5. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第一構 件與該第二構件分別形成有固定孔。 6. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第一構 件與該第二構件係以選自螺接方式、銲接方式、鉚接方 式、卡扣方式所組成之族群其中之一結合。 7. 如申’請專利範圍第1項之散熱模組，其中該第二構 件係由具高熱傳導係數之材質所構成。 8. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該熱傳增

   第16頁 200532425 六、申請專利範圍 強結構之頂面接觸該第一構件之底面。 9 ·如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該熱傳增 強結構係為鰭片結構。 10. 如申請專利範圍第9項之散熱模組，其中該鰭片 結構係以卷繞方式形成於該第二構件表面。 11. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該熱傳 增強結構係為凸塊結構。 12. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，更包含一壓 力控制器設置於該空氣輸送裝置及該散熱腔室間之空氣流 路。 13. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該空氣 輸送裝置係為選自空氣壓縮機（air compressor)、鼓風機 (blower)、抽氣泵（air pump)、真空泵（vacuum pump)所 組成之族群其中之一。 14. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該進氣 口係為一噴嘴孔，且該喷嘴孔之截面由外界向該散熱腔内 漸縮。 15. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該進氣 口係為一喷嘴孔，且該喷嘴孔之截面由外界向該散熱腔内 漸縮再漸開。 16. 如申請專利範圍第1項之散熱模組，其中該進氣 口係成陣列分佈。 17. —種散熱模組，包含： 一空氣輸送裝置；及

   第17頁 200532425 六、申請專利範圍 一具有至少一進氣口及至少一排氣口之散熱腔室，該 散熱腔室之一内側壁面上形成有一熱傳增強結構且其一外 侧壁面貼覆於一發熱元件； 其中該空氣輸送裝置引致一氣流進出該散熱腔室，且 該熱傳增強結構形成為該氣流於該散熱腔室内部行進之一 流道。 18. 如申請專利範圍第1 7項之散熱模組，其中該散熱 腔室係藉由一第一構件與一第二構件緊密結合所形成，該 第一構件形成有至少一通孔且該第二構件上形成有該熱傳 增強結構。 19. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該第一 構件係為一板狀構件。 2 0.如申請專利範圍第1 9項之散熱模組，其中該板狀 構件面向該第二構件之一表面形成有與該熱傳增強結構分 佈圖案互補之嵌合結構。 21. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該第二 構件係為一熱沉。 22. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該第一 構件與該第二構件分別形成有固定孔。 2 3.如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該第一 構件與該第二構件係以選自螺接方式、銲接方式、鉚接方 式、卡扣方式所組成之族群其中之一結合。 24.如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該第二 構件係由具高熱傳導係數之材質所構成。

   第18頁 200532425 六、申請專利範圍 25. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該熱傳 增強結構之頂面接觸該第一構件之底面。 26. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該熱傳 增強結構係為鰭片結構。 27. 如申請專利範圍第26項之散熱模組，其中該鰭片 結構係以卷繞方式形成於該第二構件表面。 28. 如申請專利範圍第1 8項之散熱模組，其中該熱傳 增強結構係為凸塊結構。 29. 如申請專利範圍第17項之散熱模組，更包含一壓 力控制器設置於該空氣輸送裝置及該散熱腔室間之空氣流 路。 30. 如申請專利範圍第1 7項之散熱模組，其中該空氣 輸送裝置係為選自空氣壓縮機、鼓風機、抽氣泵、真空泵 所組成之族群其中之一。 31. 如申請專利範圍第1 7項之散熱模組，其中該進氣 口係為一喷嘴孔，且該噴嘴孔之截面由外界向該散熱腔内 漸縮。 32. 如申請專利範圍第1 7項之散熱模組，其中該進氣 口係為一喷嘴孔，且該喷嘴孔之截面由外界向該散熱腔内 漸縮再漸開。 33. 如申請專利範圍第1 7項之散熱模組，其中該進氣 口係成陣列分佈。

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