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TWI902039B - 散熱器 - Google Patents

散熱器

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Publication number
TWI902039B
TWI902039B TW112141530A TW112141530A TWI902039B TW I902039 B TWI902039 B TW I902039B TW 112141530 A TW112141530 A TW 112141530A TW 112141530 A TW112141530 A TW 112141530A TW I902039 B TWI902039 B TW I902039B
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TW
Taiwan
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heat
heatsink
conducting base
flow
opposite sides
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TW112141530A
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English (en)
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TW202518982A (zh
Inventor
陳浩鈞
王啟川
Original Assignee
訊凱國際股份有限公司
國立陽明交通大學
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Publication date
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Priority to CN202411087362.9A priority patent/CN119922867A/zh
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Publication of TW202518982A publication Critical patent/TW202518982A/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H10W40/10—

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

一種散熱器適於熱耦合於一熱源，並包含一導熱基座。導熱基座具有一第一面、一第二面、一導流面及一容置凹槽。第二面背對於第一面。導流面之相對兩側分別連接於第一面及第二面，且導流面非垂直於第一面與第二面。容置凹槽位於第一面，且導熱基座具有圍繞出容置凹槽的一槽底面及一環形槽側面。環形槽側面連接於槽底面之周緣。容置凹槽用以供熱源容置，且槽底面用以熱耦合於熱源。

Description

散熱器
本發明係關於一種散熱器，特別是一種具有導流面的散熱器。
隨著科技快速發展，各種電子元件的運算效能大幅增加，同時也會產生大量的熱量。當電子元件運行時所產生的熱量過高時，容易造成電子元件的毀損，進而影響電子元件的可靠度，故需在電子元件上裝設散熱裝置以逸散過多的熱量。
舉例來說，電子元件可透過噴淋式液冷系統來進行冷卻，以維持電子元件的效能以及使用壽命。所謂之噴淋式液冷系統係指透過高壓噴嘴對熱源噴淋冷卻液來對熱源散熱。此時冷卻液會沿噴淋式液冷系統的散熱裝置鉛直地流下而形成落膜冷卻(Falling Film Cooling)。然而，目前的噴淋式液冷系統的散熱裝置僅貼附於熱源的上方，容易造成乾燒而使熱源過熱。此外，在噴淋式液冷系統中，冷卻液鉛直地流下並撞擊散熱裝置時，會造成冷卻液向外噴濺，而無法充分利用冷卻流體並降低散熱效率。因此，如何提升散熱器的散熱效率，即為研發人員應解決的問題之一。
本發明在於提供一種散熱器，藉以提升散熱器的散熱效率。
本發明之一實施例所揭露之散熱器適於熱耦合於一熱源，並包含一導熱基座。導熱基座具有一第一面、一第二面、一導流面及一容置凹槽。第二面背對於第一面。導流面之相對兩側分別連接於第一面及第二面，且導流面非垂直於第一面與第二面。容置凹槽位於第一面，且導熱基座具有圍繞出容置凹槽的一槽底面及一環形槽側面。環形槽側面連接於槽底面之周緣。容置凹槽用以供熱源容置，且槽底面用以熱耦合於熱源。
根據上述實施例之散熱器，由於散熱器的導熱基座包覆熱源，且散熱器設有傾斜的導流面，故可透過導流面來引導冷卻流體形成的壁面流流經散熱器之第二面以有效地對熱源散熱，並可降低冷卻流體因撞擊散熱器而向外噴濺的機會，以進一步充分利用冷卻流體。如此一來，可提升散熱器的散熱效率。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1與圖2。圖1為根據本發明實施例所述之散熱器之立體示意圖。圖2為圖1之散熱器之另一立體示意圖。
本實施例之散熱器10例如設置於伺服器中直立的電路板(未繪示)，並適於熱耦合於設置於電路板之一熱源(未繪示)。熱源例如為晶片。所謂之熱耦合係指熱接觸或透過其他導熱介質連接。散熱器10包含一導熱基座11以及多個散熱結構12。導熱基座11具有一第一面111、一第二面112、一導流面113以及一容置凹槽R。
請一併參閱圖3。圖3為圖1之散熱器之剖視示意圖。第二面112背對於第一面111以及熱源。導流面113例如為平面，並用以引導一冷卻流體(未繪示)流動。冷卻流體例如為電子氟化液。導流面113之相對兩側分別連接於第一面111以及第二面112。導流面113與第一面111的夾角M例如為銳角，並大於等於0度，並小於等於45度。舉例來說，導流面113與第一面111的夾角M為28.3度。此外，導流面113亦非垂直於第二面112。如此一來，導流面113可引導冷卻流體流至第二面112。
請一併參閱圖4。圖4為圖1之散熱器之另一剖視示意圖。容置凹槽R位於導熱基座11之第一面111。詳細來說，導熱基座11具有圍繞出容置凹槽R的一槽底面114以及一環形槽側面115。環形槽側面115連接於槽底面114之周緣。環形槽側面115包含多個平面段1151以及多個弧面段1152。這些弧面段1152分別位於容置凹槽R之角落。這些平面段1151分別連接這些弧面段1152，以令這些平面段1151與這些弧面段1152共同圍繞出容置凹槽R。
容置凹槽R用以供熱源容置，以令導熱基座11包覆熱源。此外，槽底面114用以熱耦合於熱源。這些散熱結構12例如為導熱凸柱，並例如呈方柱狀。這些散熱結構12凸出於導熱基座11之第二面112，以將熱源的熱量傳遞至冷卻流體。
在本實施例中，冷卻流體會沿電路板之壁面流經直立式散熱器10，進而形成壁面流。相較於一般直立式散熱器，散熱器未包覆熱源使壁面流不會流經散熱器之第二面，因而降低冷卻效率，且未設有傾斜的導流面使壁面流流至散熱器時，冷卻流體撞擊散熱器而向外噴濺，除了造成冷卻流體的浪費外，也會降低冷卻效率。在本實施例中，散熱器10的導熱基座11包覆熱源，且散熱器10設有導流面113的好處在於，可透過導流面113來引導冷卻流體形成的壁面流流經散熱器10之第二面112。此外，透過傾斜的導流面113還可以降低冷卻流體因撞擊散熱器10而向外噴濺的機會，以進一步充分利用冷卻流體。如此一來，可提升散熱器10的散熱效率。
在本實施例中，導熱基座11還可以具有一第一側面116、一第一穿孔118、一第二側面117以及一第二穿孔119。第一側面116之相對兩側分別連接於第一面111與第二面112，且第一側面116與導流面113例如分別位於導熱基座11之相鄰側。第一穿孔118分別連接第一側面116與環形槽側面115。
第二側面117之相對兩側分別連接於第一面111與第二面112。第二側面117與第一側面116分別位於導熱基座11之相異側，且第二側面117與導流面113例如分別位於導熱基座11之相對側。第二穿孔119分別連接第二側面117與環形槽側面115。
在本實施例中，導流面113為平面，但不以此為限。在其他實施例中，導流面也可以為弧面。
在本實施例中，這些散熱結構12呈方柱狀，但不以此為限。在其他實施例中，這些散熱結構也可以呈圓柱狀。
請參閱圖5。圖5為冷卻流體流經圖1之散熱器之剖視示意圖。在本實施例中，散熱器10設置於直立的電路板30。首先，冷卻流體L於電路板30之壁面流動而形成壁面流，並沿方向A流向散熱器10中導熱基座11的導流面113。接著，冷卻流體L流至導流面113，並透過導流面113的引導而沿方向B流向散熱器10中導熱基座11之第二面112。接著，冷卻流體L沿方向C於第二面112流動，此時設置於電路板30並位於容置凹槽R的熱源20將熱量透過第二面112以及這些散熱結構12傳遞至冷卻流體L。接著，吸收熱量的冷卻流體L沿方向D流動而離開散熱器10。
根據上述實施例之散熱器，由於散熱器的導熱基座包覆熱源，且散熱器設有傾斜的導流面，故可透過導流面來引導冷卻流體形成的壁面流流經散熱器之第二面以有效地對熱源散熱，並可降低冷卻流體因撞擊散熱器而向外噴濺的機會，以進一步充分利用冷卻流體。如此一來，可提升散熱器的散熱效率。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:散熱器 11:導熱基座 111:第一面 112:第二面 113:導流面 114:槽底面 115:環形槽側面 1151:平面段 1152:弧面段 116:第一側面 117:第二側面 118:第一穿孔 119:第二穿孔 12:散熱結構 20:熱源 30:電路板 A~D:方向 L:冷卻流體 M:夾角 R:容置凹槽
圖1為根據本發明實施例所述之散熱器之立體示意圖。 圖2為圖1之散熱器之另一立體示意圖。 圖3為圖1之散熱器之剖視示意圖。 圖4為圖1之散熱器之另一剖視示意圖。 圖5為冷卻流體流經圖1之散熱器之剖視示意圖。
10:散熱器
11:導熱基座
111:第一面
112:第二面
113:導流面
116:第一側面
117:第二側面
118:第一穿孔
119:第二穿孔
12:散熱結構

Claims (11)

  1. 一種散熱器，適於熱耦合於一熱源，該散熱器包含： 一導熱基座，具有一第一面、一第二面、一導流面及一容置凹槽，該第二面背對於該第一面，該導流面之相對兩側分別連接於該第一面及該第二面，且該導流面非垂直於該第一面與該第二面，該容置凹槽位於該第一面，且該導熱基座具有圍繞出該容置凹槽的一槽底面及一環形槽側面，該環形槽側面連接於該槽底面之周緣，該容置凹槽用以供該熱源容置，且該槽底面用以熱耦合於該熱源。
  2. 如請求項1所述之散熱器，更包含多個散熱結構，該些散熱結構凸出於該導熱基座之該第二面。
  3. 如請求項2所述之散熱器，其中該些散熱結構呈方柱狀。
  4. 如請求項1所述之散熱器，其中該導流面為平面，且該導流面與該第一面的夾角為銳角。
  5. 如請求項4所述之散熱器，其中該導流面與該第一面的夾角大於等於0度，小於等於45度。
  6. 如請求項1所述之散熱器，其中該導流面為弧面。
  7. 如請求項1所述之散熱器，其中該環形槽側面包含多個平面段及多個弧面段，該些弧面段分別位於該容置凹槽之角落，該些平面段分別連接該些弧面段，以令該些平面段與該些弧面段共同圍繞出該容置凹槽。
  8. 如請求項1所述之散熱器，其中該導熱基座更具有一第一側面及一第一穿孔，該第一側面之相對兩側分別連接於該第一面與該第二面，且該第一側面與該導流面分別位於該導熱基座之相異側，該第一穿孔分別連接該第一側面與該環形槽側面。
  9. 如請求項8所述之散熱器，其中該導熱基座更具有一第二側面及一第二穿孔，該第二側面之相對兩側分別連接於該第一面與該第二面，且該第二側面與該第一側面與該導流面分別位於該導熱基座之相異側，該第二穿孔分別連接該第二側面與該環形槽側面。
  10. 如請求項9所述之散熱器，其中該第一側面與該導流面分別位於該導熱基座之相鄰側。
  11. 如請求項9所述之散熱器，其中該第二側面與該導流面分別位於該導熱基座之相對側。
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