TWI411200B - 馬達及具有該馬達之散熱風扇 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種馬達及具有該馬達之散熱風扇,特別是關於一種具有較佳散熱能力之馬達及具有該馬達之散熱風扇。
習知馬達9,請參照第1圖所示,其包含一第一殼體91、一第二殼體92、一定子93、一轉子94及一電路板95。該第一殼體91具有一容置空間911,該第二殼體92結合於該容置空間911之開口,該定子93設置於該容置空間911內。該轉子94則可轉動的穿過該第一殼體92設置於該定子93之中心位置。該電路板95之一表面係抵靠在一結合肩部921上,該電路板95之另一表面則被該蓋板922抵壓,由於該蓋板922係為金屬材質製成,因此該電路板95與蓋板922之間必須額外置入一絕緣板96,以避免該電路板95短路。其中,該電路板95係電性連接該定子93。藉此,可利用該電路板95控制該定子93帶動該轉子94旋轉作動。
在實際使用上,隨著習知馬達9持續運作,使得該定子93、電路板95上之電子元件951及數個軸承97等馬達構件的溫度亦逐漸升高。因此,習知馬達9在設計上係讓該電路板95之相對二表面分別留有氣室,以便讓各該電子元件951所產生之熱能得以散逸至該氣室內,並藉由氣體對流或者熱傳導方式透過該金屬製之蓋板922與外界進行熱交換,達到降低習知馬達9之整體運作溫度的目的。
然而,由於前述電路板95與該金屬製的蓋板922之間受到該絕緣板96的阻隔,且該絕緣板96大都由低導熱能力之電絕緣材料製成,例如:聚氯乙烯(PVC)或聚苯乙烯(PS),因此該絕緣板96無法有效率的直接將熱能傳導至該蓋板922上進行熱交換,僅能間接以該氣室內之氣體作為熱傳導媒介將熱能散逸至外界,導致習知馬達9之整體散熱效率低落,而無法有效降低馬達運作時的內部溫度,容易造成整個馬達因溫度太高,使得使用壽命減短,甚至於無法運轉。基於上述原因,其確實有必要進一步改良前述習知馬達9。
本發明係提供一種馬達及具有該馬達之散熱風扇,係能夠提升其整體散熱效率,並有效降低運轉溫度,為本發明之發明目的。
本發明係提供一種馬達及具有該馬達之散熱風扇,係能夠保護其內部電路板上之電子元件,延長使用壽命,為本發明之另一目的。
根據本發明之馬達,係包含一基座、一定子、一轉子、一電路板及一導熱絕緣體。該基座設有一散熱底板,該定子設置於該基座,且該轉子可轉動的結合該基座,且與該定子相對位。該電路板結合該基座,並電性連接該定子。該導熱絕緣體設置於該電路板及散熱底板之間,且分別與該電路板之一表面及散熱底板相抵接。
根據本發明具有該馬達之散熱風扇,係包含一扇框、一基座、一定子、一轉子、一電路板及一導熱絕緣體,該扇框設有一入風口及一出風口。該基座以數個連接件連接該扇框,該基座設有一散熱底板。該定子設置於該基座。該轉子則可轉動的結合該基座,且與該定子相對位,該轉子之外周面另設有數個葉片。該電路板結合該基座,並電性連接該定子。該導熱絕緣體設置於該電路板及散熱底板之間,且分別與該電路板之一表面及散熱底板相抵接。
本發明之馬達主要藉由在該散熱底板及電路板之間填設該導熱絕緣體,該導熱絕緣體自身的高導熱能力及電絕緣特性不但能避免該散熱底板導致該電路板短路的情況發生,更可讓該電路板產生的熱能有效率的被熱交換至該散熱底板,並散逸至外界,其確實能夠有效提升馬達之整體散熱效率,並增加馬達使用壽命。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:請參照第2及3圖所示,本發明第一實施例之馬達係選自一內轉子馬達1作為實施樣態說明,其包含一基座11、一定子12、一轉子13、一電路板14及一導熱絕緣體15。該基座11可供結合該定子12;該轉子13可旋轉地結合該基座11;該電路板14及導熱絕緣體15設置於該基座11內;藉此,利用該定子12驅動該轉子13旋轉作動。
該基座11係包含一第一本體111、一第二本體112及一散熱底板113,該第一本體111為一中空殼件,其具有一組裝空間1110、一軸孔1111及一組裝口1112,該軸孔1111及組裝口1112分別位於該組裝空間1110之頂部及底部。該第二本體112係經由該組裝口1112對位結合於該組裝空間1110內,該第二本體112之頂、底部分別設有一容槽1121及一容室1122,該容槽1121用以供容置一軸承B。該容室1122係相對該第二本體112之底部形成一開口1123,且該容室1122內壁面於靠近該開口1123處設有一結合肩部1124。該散熱底板113較佳係選擇由具高導熱能力之金屬材質製成,例如:銅或鋁等,該散熱底板113對位設置於該開口1123,用以封閉該容室1122。
該定子12包含一架體121及數個線圈122。該架體121設有一容置孔1211;該線圈122係結合該架體121且環繞該容置孔1211,其中各該線圈122可如圖所示結合於該架體121之內側面。又,該定子12另設有數個導通件123,該導通件123對應各該線圈122穿設於該架體121上,且各該導通件123之一端朝該電路板14延伸凸出。各該導通件123較佳由具有高導熱能力之材質製成。
該轉子13包含一轉動件131、一轉軸132及一永久磁鐵133,該轉動件131中心位置設有一軸座1311,該轉軸132之一端結合於該軸座1311,其另一端則穿過該架體121之容置孔1211,且可轉動的與該容槽1121內之軸承B相結合。該永久磁鐵133結合於該轉軸132之外周面,該結合方式可採用如緊配合、卡扣、黏合或其他可達到相同固定效果的技術手段。該永久磁鐵133係位於該容置孔1211內,並與該數個線圈122相對。
請參照第3及4圖所示,該電路板14係為一般習知的印刷電路板(PCB),該電路板14容置於該容室1122內,且其外周緣對位抵靠於該容室1122之結合肩部1124,使得該散熱底板113與該電路板14之間形成一第一空間A1。該電路板14設有數個通孔141及數個電子元件142(例如:驅動電路、電晶體或被動元件等),該數個通孔141係分別貫穿該電路板14之相對二表面,各該導通件123之一端則分別對位延伸穿過各該通孔141,並與該電路板14相互焊接導通,使得該電子元件142能夠與該定子12之線圈122亦形成電性導通。
該導熱絕緣體15係選擇由高導熱能力之電絕緣材料所製成,且較佳為熱固性材質,例如:丙烯酸樹脂、矽膠或其他矽膠複合材料等,其中更可於前述熱固性材質中添加陶瓷粉末或具高導熱能力之金屬粉末,以提升其散熱效率。該導熱絕緣體15容置於該散熱底板113及電路板14之間的第一空間A1內,且阻隔於該散熱底板113及電路板14之間,使其二者無法相互電性接觸。該導熱絕緣體15具有一吸熱表面151及一熱交換表面152,該吸熱表面151及熱交換表面152分別為該導熱絕緣體15之相對二側面。另外,該導熱絕緣體15之形狀較佳係對應相同於該第一空間A1之輪廓形狀,以便該導熱絕緣體15容置於該第一空間A1時該吸熱表面151及熱交換表面152能夠分別與該電路板14及散熱底板113相抵接。
請參照第4圖所示,本發明第一實施例之內轉子馬達1於實際使用時,該定子12之線圈122、電路板14之電子元件142及軸承B等構件容易因自身產生之熱能而導致該內轉子馬達1之運作溫度持續升高。此時,由於該導熱絕緣體15之吸熱表面151能夠持續吸收各該電子元件142產生之熱能,並將所吸收之熱能經由該導熱絕緣體15之熱交換表面152傳導至該散熱底板113上,藉此讓該散熱底板113將該電子元件142產生之熱能透過熱交換散逸至外界(如圖式內箭頭方向所示),達到降低該內轉子馬達1之整體運作溫度的目的。
再者,該定子12之各導通件123亦可對應延伸穿過該電路板14之各通孔141與該導熱絕緣體15相抵接,以便該定子12之各線圈122所產生之熱能亦能夠經由該導通件123傳導至該導熱絕緣體15與外界進行熱交換(如圖式內箭頭方向所示),藉此達到降低定子溫度的目的。
本發明第一實施例之馬達的主要特點在於:藉由在該散熱底板113及電路板14之間填設該導熱絕緣體15,該導熱絕緣體15自身的高導熱能力及電絕緣特性不但能避免該電路板14短路的情況發生,更可讓該線圈122及電子元件142產生的熱能有效率的被熱交換至該金屬製之散熱底板113,其確實能夠改善習知馬達散熱效率不佳之缺點,提升其整體散熱能力。
本發明第一實施例所揭示之內轉子馬達1另可應用於各式散熱風扇結構,請參照5圖所示,其揭示該內轉子馬達1應用於一軸流式風扇作為本發明第二實施例之實施樣態說明,其中該第二實施例之散熱風扇包含該內轉子馬達1及一扇框2,其中該內轉子馬達1之轉動件131設有數個葉片1312,各該葉片1312係等間距排列設置於該轉動件131之外周面。又,該電路板14定位於該容室1122之結合肩部1124時,該電路板14除了與該散熱底板113之間形成該第一空間A1之外,本實施例之電路板14與該容室1122的一止擋壁1125之間亦形成一第二空間A2,該第二空間A2內另設置一輔助導熱絕緣體16。該輔助導熱絕緣體16之形狀較佳係對應相同於該第二空間A2之輪廓形狀,或者亦可直接將該輔助導熱絕緣體16填入該第二空間A2內,以便該輔助導熱絕緣體16容置於該第二空間A2時,該輔助導熱絕緣體16之一表面能夠抵接於該電路板14之一表面上。再者,該輔助導熱絕緣體16係同樣選擇由高導熱能力之電絕緣材料所製成,且較佳為熱固性材質。
另外,該扇框2可選用塑膠材料或者以金屬材料製成,該扇框2係具有一入風口21及一出風口22,該入風口21及出風口22之間形成一氣流通道。又,該扇框2與該基座11之第一本體111之間可利用數個連接件23相互連接,各該連接件23係可以選自肋條或靜葉等結構。
本實施例主要係藉由該導熱絕緣體15及輔助導熱絕緣體16分別抵接於該電路板14之相對二表面,同時利用其二者自身的塑性變形能力對應包覆於該電路板14之電子元件142外表面,藉此該導熱絕緣體15及輔助導熱絕緣體16不但能夠持續吸收該電子元件142產生的熱能,提升其散熱效率,更能夠達到定位且保護該電子元件142的目的,減少該電子元件142受碰撞或外力作用而毀損的可能性,進一步延長該散熱風扇及馬達的使用壽命。
請參照第6及7圖所示,本發明第三實施例之馬達係選自一外轉子馬達3作為實施樣態說明,其包含一基座31、一定子32、一轉子33、一電路板34及一導熱絕緣體35。該基座31具有一散熱底板311及一軸管312,該散熱底板311較佳係選擇由具高導熱能力之金屬材質製成,例如:銅或鋁等。該軸管312設置於該散熱底板311頂面的中心位置,該軸管312具有一軸孔3121。
該定子32包含一架體321及數個線圈322。該架體321設有一容置孔3211,該架體321經由該容置孔3211套設結合於該軸管312之外周壁;該線圈322係結合該架體321,且對應環繞於該容置孔3211之外周圍。
該轉子33包含一轉動件331、一轉軸332及一永久磁鐵333,該轉動件331中心位置設有一軸座3311,該轉軸332之一端結合於該軸座3311,其另一端則透過該軸承B可轉動的結合於該軸管312之軸孔3121內。該永久磁鐵333結合於該轉動件331之內周壁,且該永久磁鐵333對應環繞於該線圈322之外周圍。
該電路板34中心位置設有一穿孔341,該電路板34經由該穿孔341套設結合於該軸管312之外壁面,且位於該散熱底板311與該定子32之間;該電路板34設有數個電子元件342,該電子元件342分佈於該電路板34之相對二表面。
該導熱絕緣體35中心位置同樣設有一穿孔350,該導熱絕緣體35經由該穿孔350套設結合於該軸管312之外壁面,且阻隔於該散熱底板311與該電路板34之間,使其二者無法相互電性接觸。該導熱絕緣體35之相對二表面分別為一吸熱表面351及一熱交換表面352,其中該吸熱表面351及熱交換表面352能夠分別與該電路板34及散熱底板311相抵接。
本發明第三實施例之外轉子馬達3於實際使用時,該導熱絕緣體35之吸熱表面351係直接吸收各該電子元件342產生之熱能,並將所吸收之熱能經由該導熱絕緣體35之熱交換表面352傳導至該散熱底板311上,藉此讓該散熱底板311將該電子元件342產生之熱能透過熱交換散逸至外界,同時亦可透過該導熱絕緣體35外周面直接與外界熱交換(如圖式內箭頭方向所示),藉此達到對馬達冷卻降溫的目的。
本發明第三實施例所揭示之外轉子馬達3另可應用於各式散熱風扇結構,請參照8圖所示,其揭示該外轉子馬達3應用於一鼓風式風扇作為本發明第四實施例之實施樣態說明,本實施例之散熱風扇係直接利用該外轉子馬達3之基座31作為扇框構造,其中該基座31另包含有一環牆部313及一蓋板314,該環牆部313環設於該散熱底板311之外周緣,該蓋板314結合於該環牆部313之一端,其中該蓋板314對應該轉子33開設一入風口315,而該環牆部313之其中一側則開設一出風口316,該入風口315與該出風口316相連通。另外,該外轉子馬達3之轉動件331設有數個葉片3312,各該葉片3312係等間距排列設置於該轉動件331之外周面。
再者,本實施例之外轉子馬達3另設有一輔助導熱絕緣體36,該輔助導熱絕緣體36位於該定子32及電路板34之間,且選擇以塗覆方式設置於該電路板34面向該定子32之一表面上,使該輔助導熱絕緣體36對應包覆於各該電子元件342外表面上。
本實施例主要係藉由該導熱絕緣體35及輔助導熱絕緣體36分別抵接於該電路板34之相對二表面,藉此該導熱絕緣體35及輔助導熱絕緣體36不但能夠持續吸收該電子元件342產生的熱能,並能進一步間接透過該散熱底板311將該電子元件342產生之熱能散逸至外界,或者亦可透過該導熱絕緣體35外周面直接與外界熱交換,提升其散熱效率;更能同時利用其二者自身的塑性變形能力對應包覆於該電子元件342外表面,達到定位且保護該電子元件342的目的。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1...內轉子馬達
11...基座
111...第一本體
1110...組裝空間
1111...軸孔
1112...組裝口
112...第二本體
1121...容槽
1122...容室
1123...開口
1124...結合肩部
1125...止擋壁
113...散熱底板
12...定子
121...架體
1211...容置孔
122...線圈
123...導通件
13...轉子
131...轉動件
1311...軸座
1312...葉片
132...轉軸
133...永久磁鐵
14...電路板
141...通孔
142...電子元件
15...導熱絕緣體
151...吸熱表面
152...熱交換表面
16...輔助導熱絕緣體
2...扇框
21...入風口
22...出風口
23...連接件
3...外轉子馬達
31...基座
311...散熱底板
312...軸管
3121...軸孔
313...環牆部
314...蓋板
315...入風口
316...出風口
32...定子
321...架體
3211...容置孔
322...線圈
33...轉子
331...轉動件
3311...軸座
3312...葉片
332...轉軸
333...永久磁鐵
34...電路板
341...穿孔
342...電子元件
35...導熱絕緣體
350...穿孔
351...吸熱表面
352...熱交換表面
36...輔助導熱絕緣體
A1...第一空間
A2...第二空間
B...軸承
9...習知馬達
91...第一殼體
911...容置空間
92...第二殼體
921...結合肩部
922...蓋板
93...定子
94...轉子
95...電路板
951...電子元件
96...絕緣板
97...軸承
第1圖:習知馬達之組合剖視圖。
第2圖:本發明第一實施例之馬達的立體分解圖。
第3圖:本發明第一實施例之馬達部分構件未組裝前的組合剖視圖。
第4圖:本發明第一實施例之馬達完成組裝的組合剖視圖。
第5圖:本發明第二實施例具有該馬達之軸流式散熱風扇的組合剖視圖。
第6圖:本發明第三實施例之馬達的立體分解圖。
第7圖:本發明第三實施例之馬達的組合剖視圖。
第8圖:本發明第四實施例具有該馬達之鼓風式散熱風扇的組合剖視圖。
11...基座
111...第一本體
1110...組裝空間
1111...軸孔
1112...組裝口
112...第二本體
1121...容槽
1122...容室
1123...開口
1124...結合肩部
113...散熱底板
12...定子
121...架體
1211...容置孔
122...線圈
123...導通件
13...轉子
131...轉動件
1311...軸座
132...轉軸
133...永久磁鐵
14...電路板
141...通孔
142...電子元件
15...導熱絕緣體
151...吸熱表面
152...熱交換表面
A1...第一空間
B...軸承
Claims (26)
- 一種馬達,包含:一基座,設有一散熱底板;一定子,設置於該基座;一轉子,可轉動的結合該基座,且與該定子相對位;一電路板,結合於該基座,並電性連接該定子;及一導熱絕緣體,設置於該電路板及散熱底板之間,該導熱絕緣體由丙烯酸樹脂、矽膠或矽膠複合材料之高導熱能力的電絕緣材料製成,該導熱絕緣體分別與該電路板之一表面及散熱底板相抵接。
- 依申請專利範圍第1項所述之馬達,其中該基座具有一組裝空間及一容室,該定子結合於該組裝空間內,該容室具有一開口,該電路板設置於該容室內,該散熱底板對位設置於該開口。
- 依申請專利範圍第2項所述之馬達,其中該容室設有一結合肩部,該電路板之外周緣對位抵靠於該結合肩部,使該散熱底板與該電路板之間形成一第一空間,該導熱絕緣體設置於該第一空間內。
- 依申請專利範圍第3項所述之馬達,其中該電路板與該容室的一止擋壁之間形成一第二空間,該第二空間內另設有一輔助導熱絕緣體,該輔助導熱絕緣體之一表面能夠抵接於該電路板之一表面上。
- 依申請專利範圍第1項所述之馬達,其中該定子設有數個導通件,各該導通件之一端朝該電路板延伸凸出 ,且分別對應延伸穿過該電路板與該導熱絕緣體相抵接。
- 依申請專利範圍第1項所述之馬達,其中該基座另設有一軸管,該軸管設置於該散熱底板的中心位置,且該軸管具有一軸孔,該定子及電路板結合於該軸管之外周壁,該轉子則可轉動的結合於該軸孔內。
- 依申請專利範圍第1項所述之馬達,其另設有一輔助導熱絕緣體設置於該電路板之另一表面,該導熱絕緣體及輔助導熱絕緣體係分別包覆該電路板之相對二表面上的數個電子元件外表面。
- 依申請專利範圍第4或7項所述之馬達,其中該導熱絕緣體及輔助導熱絕緣體係由熱固性材質製成。
- 依申請專利範圍第6項所述之馬達,其中該導熱絕緣體中心位置設有一穿孔,該導熱絕緣體經由該穿孔套設結合於該軸管之外壁面,且阻隔於該散熱底板與該電路板之間。
- 依申請專利範圍第2項所述之馬達,其中該定子設有一架體及數個線圈,該架體設有一容置孔,該數個線圈係結合該架體且環繞於該容置孔內。
- 依申請專利範圍第10項所述之馬達,其中該轉子具有一轉動件、一轉軸及一永久磁鐵,該轉軸一端結合於該轉動件之中心位置,該轉軸之另一端穿過該定子之容置孔,且可轉動的結合該基座,該永久磁鐵設置於該轉軸之外周面,並與各該線圈相對。
- 依申請專利範圍第3項所述之馬達,其中該定子設有 一架體及數個線圈,該架體設有一容置孔,該數個線圈係結合該架體且對應環繞於該容置孔之外周圍。
- 依申請專利範圍第12項所述之馬達,其中該轉子具有一轉動件、一轉軸及一永久磁鐵,該轉軸一端結合於該轉動件之中心位置,該轉軸之另一端穿過該定子之容置孔,且可轉動的結合該軸管之軸孔內,該永久磁鐵結合於該轉動件之內周壁,且對應環繞於該線圈之外周圍。
- 一種散熱風扇,包含:一扇框,設有一入風口及一出風口;一基座,容置於該扇框內,且以數個連接件連接該扇框,該基座設有一散熱底板;一定子,設置於該基座;一轉子,可轉動的結合該基座,且與該定子相對位,該轉子之外周面設有數個葉片;一電路板,結合於該基座,並電性連接該定子;及一導熱絕緣體,設置於該電路板及散熱底板之間,該導熱絕緣體由丙烯酸樹脂、矽膠或矽膠複合材料之高導熱能力的電絕緣材料製成,該導熱絕緣體分別與該電路板之一表面及散熱底板相抵接。
- 依申請專利範圍第14項所述之散熱風扇,其中該基座具有一組裝空間及一容室,該定子結合於該組裝空間內,該容室具有一開口,該電路板設置於該容室內,該散熱底板對位設置於該開口。
- 依申請專利範圍第15項所述之散熱風扇,其中該容室 設有一結合肩部,該電路板之外周緣對位抵靠於該結合肩部,使該散熱底板與該電路板之間形成一第一空間,該導熱絕緣體設置於該第一空間內。
- 依申請專利範圍第16項所述之散熱風扇,其中該電路板與該容室的一止擋壁之間形成一第二空間,該第二空間內另設有一輔助導熱絕緣體,該輔助導熱絕緣體之一表面能夠抵接於該電路板之一表面上。
- 依申請專利範圍第17項所述之散熱風扇,其中該導熱絕緣體及輔助導熱絕緣體係分別包覆該電路板之相對二表面上的數個電子元件外表面。
- 依申請專利範圍第14項所述之散熱風扇,其中該定子設有數個導通件,各該導通件之一端朝該電路板延伸凸出,且分別對應延伸穿過該電路板與該導熱絕緣體相抵接。
- 依申請專利範圍第14項所述之散熱風扇,其中該基座另設有一軸管,該軸管設置於該散熱底板的中心位置,且該軸管具有一軸孔,該定子及電路板結合於該軸管之外周壁,該轉子則可轉動的結合於該軸孔內。
- 依申請專利範圍第14項所述之散熱風扇,其另設有一輔助導熱絕緣體設置於該電路板之另一表面,該導熱絕緣體及輔助導熱絕緣體係分別包覆該電路板之相對二表面上的數個電子元件外表面。
- 依申請專利範圍第20項所述之散熱風扇,其中該導熱絕緣體中心位置設有一穿孔,該導熱絕緣體經由該穿孔套設結合於該軸管之外壁面,且阻隔於該散熱底板 與該電路板之間。
- 一種散熱風扇,包含:一基座,設有一散熱底板、一環牆部及一蓋板,該環牆部環設於該散熱底板之外周緣,該蓋板結合於該環牆部之一端,且該蓋板設有一入風口,該環牆部設有一出風口,該入風口與該出風口相連通;一定子,設置於該基座內,且位於該散熱底板及蓋板之間;一轉子,可轉動的結合於該基座內,且與該定子相對位,該轉子之外周面設有數個葉片;一電路板,設置於該定子及散熱底板之間,且電性連接該定子;及一導熱絕緣體,設置於該電路板及散熱底板之間,該導熱絕緣體由丙烯酸樹脂、矽膠或矽膠複合材料之高導熱能力的電絕緣材料製成,該導熱絕緣體分別與該電路板之一表面及散熱底板相抵接。
- 依申請專利範圍第23項所述之散熱風扇,其中該基座設有一軸管,該軸管設置於該散熱底板之一表面,且該軸管具有一軸孔,該定子及電路板結合於該軸管之外周壁,該轉子則可轉動的結合於該軸孔內。
- 依申請專利範圍第23項所述之散熱風扇,其另設有一輔助導熱絕緣體設置於該電路板之另一表面,該導熱絕緣體及輔助導熱絕緣體係分別包覆該電路板之相對二表面上的數個電子元件外表面。
- 依申請專利範圍第24項所述之散熱風扇,其中該導熱 絕緣體中心位置設有一穿孔,該導熱絕緣體經由該穿孔套設結合於該軸管之外壁面,且阻隔於該散熱底板與該電路板之間。
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