TWM664018U - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，適以對熱源進行散熱。散熱裝置包括殼體、導熱座、導熱塊、多個散熱管、至少一第一散熱鰭片組及散熱介質。熱源設置於殼體內。導熱座設置於殼體內，熱耦接於熱源，且具有凹槽和圍繞凹槽的側部。導熱塊設置於凹槽內，並熱耦接導熱座。這些散熱管穿設於殼體，各散熱管具有第一端與相對於第一端的第二端，各散熱管的第一端穿設於側部並與凹槽相連通，各散熱管的第二端連通於凹槽。至少一第一散熱鰭片組設置於殼體上，並局部覆蓋凹槽。這些散熱管熱耦接於至少一第一散熱鰭片組。散熱介質存於凹槽內，並浸沒導熱塊的至少部分。

Description

散熱裝置

本新型創作是有關於一種散熱裝置，且特別是有關於一種應用於電路板上的熱源的散熱裝置。

一般而言，目前市面上的無風扇散熱器的熱擴散性容易受到結構上的限制而成效不佳。並且，若為了提升熱的擴散性而設置幫浦來加強對流循環，卻會增加散熱器的功耗且散熱器的壽命會因幫浦而受影響。因此，要如何在不增加散熱器的功耗且維持散熱器的壽命的前提下使散熱器具有良好的散熱效果，是本領域致力探討的議題。

本新型創作提供一種散熱裝置，其具有良好的散熱效果。

本新型創作的一種散熱裝置適以對一熱源進行散熱，其中散熱裝置包括一殼體、一導熱座、一導熱塊、多個散熱管、至少一第一散熱鰭片組以及散熱介質。熱源設置於殼體內。導熱座設置於殼體內，其中導熱座熱耦接於熱源，且具有一凹槽和圍繞凹槽的一側部。導熱塊設置於凹槽內，並熱耦接導熱座。多個散熱管穿設於殼體，各散熱管具有一第一端與相對於第一端的一第二端，各散熱管的第一端穿設於側部並與凹槽相連通，各散熱管的第二端連通於凹槽。至少一第一散熱鰭片組設置於殼體上，並局部覆蓋凹槽，其中這些散熱管熱耦接於至少一第一散熱鰭片組。散熱介質存於凹槽內，並浸沒導熱塊的至少部分。

基於上述，在本新型創作的散熱裝置中，熱源所產生的熱會經導熱座及導熱塊而傳送至散熱介質，在散熱介質吸收一定量的熱之後，散熱介質會產生相變而從液態轉變為氣態。氣態的散熱介質會因壓力差以及溫度差而向上從頂部開口經第二端流入多個散熱管中，並在流經散熱管的過程中與第一散熱鰭片組進行熱交換。最後，散熱介質從第一端流出散熱管並流入凹槽中，而完成循環。據此，本新型創作的散熱裝置不須額外的幫浦即可使散熱介質進行循環，以將熱源所產生的熱有效地傳送至外界，進而具有良好的散熱效果。

圖1A至圖1C是本新型創作的一實施例的散熱裝置於不同視角的示意圖。圖2是圖1A的散熱裝置的分解圖。圖3是圖1B的散熱裝置沿A-A線的剖視圖。請參閱圖1A至圖3，本實施例的散熱裝置100適以對如圖3所示設置於電路板20上的一熱源10進行散熱，熱源10例如為中央處理器(CPU)或圖形處理器(GPU)，但不以此為限。以下詳細說明散熱裝置100的結構。

圖4是圖1B的散熱裝置沿B-B線的剖視圖。請參閱圖1A、圖2、圖3及圖4，散熱裝置100包括一殼體110、一導熱座120、一導熱塊130、多個散熱管140、至少一第一散熱鰭片組150(繪示為兩個)以及散熱介質160。熱源10設置於殼體110內。導熱座120設置於殼體110內。導熱座120熱耦接於熱源10，且具有一凹槽121和圍繞凹槽121的一側部123。導熱塊130如圖4所示設置於凹槽121內，並熱耦接導熱座120。多個散熱管140如圖3所示穿設於殼體110。各散熱管140如圖3所示具有一第一端141與相對於第一端141的一第二端143，各散熱管140的第一端141穿設於側部123並與凹槽121相連通，各散熱管140的第二端143連通於凹槽121的一頂部開口1215。至少一第一散熱鰭片組150設置於殼體110上，並局部覆蓋凹槽121。這些散熱管140熱耦接於至少一第一散熱鰭片組150。散熱介質160存於凹槽121內，並浸沒導熱塊130的至少部分。

如上所述，在本實施例的散熱裝置100中，熱源10所產生的熱會經導熱座120及導熱塊130而傳送至散熱介質160，在散熱介質160吸收一定量的熱之後，散熱介質160會產生相變而從液態轉變為氣態。氣態的散熱介質160會因壓力差以及溫度差而向上從頂部開口1215經第二端143流入多個散熱管140中，並在流經散熱管140的過程中與第一散熱鰭片組150進行熱交換。最後，散熱介質160從第一端141流出散熱管140並流入凹槽121中，而完成循環。據此，本新型創作的散熱裝置100不須額外的幫浦即可使散熱介質160進行循環，以將熱源10所產生的熱有效地傳送至外界，進而具有良好的散熱效果。

在本實施例中，電路板20設置於殼體110內，熱源10位於導熱座120與電路板20之間。在本實施例中，第一散熱鰭片組150包括多個第一鰭片151，各第一散熱鰭片組150的第一鰭片151的數量為十二個，各第一鰭片151沿軸向X與軸向Z延伸(即：各第一鰭片151平行於XZ平面)，且這些第一鰭片151沿軸向Y間隔設置，但本新型創作不對第一鰭片151的設置方向以及數量加以限制。在本實施例中，散熱介質160例如為水，但本新型創作也不對此加以限制。

以下詳細說明散熱介質160於凹槽121中的分布狀態及位置。

圖5是圖1C的散熱裝置沿C-C線的剖視圖。為了清楚繪示圖5的導熱塊130，圖5的第二散熱鰭片組132及第四散熱鰭片組138的數量為示意性繪示。請參閱圖3及圖5，導熱座120包括與凹槽121連通的頂部開口1215，導熱塊130與頂部開口1215之間形成一頂部空間1211，導熱塊130與側部123之間形成一側向空間1213。頂部空間1211如圖3所示與頂部開口1215相連通，頂部空間1211與側向空間1213如圖5所示相互連通。在本實施例中，液態的散熱介質160存於側向空間1213的下方區域，且在圖3及圖5中以橫短線的分布繪示。氣態的散熱介質160存於側向空間1213的上方區域以及頂部空間1211中。更詳細的說，氣態的散熱介質160位於液態的散熱介質160的一液面161(參見圖3)上方。

請參閱圖3，為了使本實施例的散熱裝置100具有良好的散熱效果，本實施例的各散熱管140的第一端141包括一連通口1411，連通口1411的一中心1411a至凹槽121的一底部1217的一距離D1如圖3所示小於存於側向空間1213中的液態的散熱介質160的液面161距底部1217的一高度H1。在其他實施例中，上述中心1411a至底部1217的距離D1也可以等於液面161距底部1217的高度H1，本新型創作不對此加以限制。本實施例的散熱裝置100藉由液態的散熱介質160的高度H1高於中心1411a至底部1217的距離D1，而可提升散熱介質160可用於吸收熱能的潛熱，進而可進一步地提升散熱裝置100的散熱效果。

以下詳細說明導熱塊130的結構。

圖6A至圖6C是圖3的導熱塊於不同視角的示意圖。請參閱圖3及圖6A，導熱塊130具有如圖3所示朝向頂部開口1215的一頂面131，且頂面131具有至少一凹陷1311，凹陷1311如圖3所示連通於頂部空間1211。導熱塊130如圖6A所示在頂面131設有至少一第二散熱鰭片組132(繪示為兩個)，且至少一第二散熱鰭片組132位於凹陷1311的一側。在本實施例中，凹陷1311的數量為三個，左側的第二散熱鰭片組132位於最左側的凹陷1311的左側，右側的第二散熱鰭片組132位於最右側的凹陷1311的右側，但凹陷1311的數量、第二散熱鰭片組132的數量以及設置位置皆不以上述為限。

詳細而言，請參閱圖6A，至少一第二散熱鰭片組132包括並列設置的多個第二鰭片1321，且位於相鄰的二第二鰭片1321之間的一第一狹縫S1從如圖5所示的側向空間1213往凹陷1311延伸。據此，位於側向空間1213的氣態的散熱介質160可沿著第一狹縫S1而移動至凹陷1311，進而移動至如圖3所示的頂部空間1211中。在本實施例中，各第二鰭片1321垂直於頂面131且沿軸向Y延伸(即：各第二鰭片1321平行於YZ平面)，這些第二鰭片1321沿軸向X間隔排列，第一狹縫S1平行於軸向Y，但不以此為限。

請參閱圖6A至圖6C，導熱塊130還具有朝向如圖5所示的側向空間1213的一第一側面133、相對於第一側面133的一第二側面134、一第三側面135及相對於第三側面135的一第四側面136。側向空間1213如圖5所示圍繞第一側面133、第二側面134、第三側面135及第四側面136。導熱塊130在第一側面133與第二側面134中的至少一者設有一第三散熱鰭片組137。在本實施例中，導熱塊130在第一側面133與第二側面134中皆設有一第三散熱鰭片組137，但不以此為限。

詳細而言，請參閱圖6A，第三散熱鰭片組137包括並列設置的多個第三鰭片1371，且各第三鰭片1371垂直於第一側面133或第二側面134。此外，如圖6B所示，凹陷1311從第一側面133往第二側面134延伸，且貫通第一側面133與第二側面134，第三散熱鰭片組137的這些第三鰭片1371的至少部分跨越凹陷1311的一側。據此，位於側向空間1213的氣態的散熱介質160可沿二第三鰭片1371之間的一第二狹縫S2而移動至凹陷1311，進而移動至如圖3所示的頂部空間1211中。在本實施例中，各第三鰭片1371沿軸向X和軸向Y延伸(即：各第三鰭片1371平行於XY平面)，這些第三鰭片1371沿軸向Z間隔排列，第二狹縫S2平行於軸向Y，但不以此為限。

請參閱圖6A至圖6C，導熱塊130如圖6A所示在頂面131還設有至少一第四散熱鰭片組138(繪示為兩個)，且凹陷1311位於至少一第二散熱鰭片組132與至少一第四散熱鰭片組138之間。據此，上述經第一狹縫S1以及第二狹縫S2而移動至凹陷1311的氣態的散熱介質160至少部分可沿一第三狹縫S3移動至中間的凹陷1311。在本實施例中，第四散熱鰭片組138的數量不以此為限，在其他實施例中，第四散熱鰭片組138的數量也可以例如為一個或三個，或是導熱塊130也可以不具有第四散熱鰭片組138。此外，在本實施例中，第四散熱鰭片組138平行於第二散熱鰭片組132且各第四鰭片1381的方向相同於上述第二鰭片1321的方向，第三狹縫S3平行於軸向Y。

在本實施例中，相鄰的二第二鰭片1321之間的間距、相鄰的二第三鰭片1371之間的間距及相鄰的二第四鰭片1381之間的間距，也就是分別是第一狹縫S1、第二狹縫S2、第三狹縫S3的寬度，其小於或等於0.5毫米，但不以此為限。

本實施例的散熱裝置100藉由第二散熱鰭片組132、第三散熱鰭片組137及第四散熱鰭片組138的設置，使第二散熱鰭片組132、第三散熱鰭片組137及第四散熱鰭片組138可與散熱介質160進行熱交換，而可進一步地提升散熱裝置100的散熱效果。

圖7是圖6C的導熱塊沿D-D線的剖視圖。請參閱圖6A及圖7，導熱塊130在第三側面135與第四側面136中的至少一者設有至少一錐形孔139。在本實施例中，第三側面135與第四側面136中分別設有六個錐形孔139，但錐形孔139的數量不以此為限。至少一錐形孔139的一開口1391如圖3所示朝向這些散熱管140的第一端141。舉例來說，右側的開口1391朝向右側散熱管140的第一端141，左側的開口1391朝向左側散熱管140的第一端141。

請參閱圖7，至少一錐形孔139還具有相對於開口1391的一底面1393，且開口1391的一孔徑1391a從開口1391往底面1393漸縮。本實施例的散熱裝置100藉由錐形孔139以及孔徑1391a漸縮的配置，而可提升液態的散熱介質160從散熱管140的回水速度。

請參閱圖6A，導熱塊130中位於如圖3所示的凹槽121內的表面設有毛細結構層。舉例來說，導熱塊130的頂面131的表面、第一側面133的表面、第二側面134的表面、第三側面135的表面、第四側面136的表面、第二散熱鰭片組132的表面、第三散熱鰭片組137的表面、第四散熱鰭片組138的表面以及錐形孔139的內壁皆設有毛細結構層，但不以此為限。據此，本實施例的散熱裝置100可藉由毛細結構層而引導液態的散熱介質160流回至凹槽121的側向空間1213，並且可確保氣態與液態的散熱介質160彼此分離。此外，散熱裝置100還可藉由毛細結構層而確保液體的散熱介質160可沿第一狹縫S1、第二狹縫S2、第三狹縫S3流動，進而使散熱介質160可與第二散熱鰭片組132、第三散熱鰭片組137及第四散熱鰭片組138進行熱交換，並回流至側向空間1213中。

請參閱圖3，本實施例的散熱裝置100更包括一蓋板170，蓋板170設置於至少一第一散熱鰭片組150的一側，並與至少一第一散熱鰭片組150封閉頂部開口1215。各散熱管140的第二端143穿設於蓋板170。蓋板170對位於凹陷1311，也就是說，凹陷1311位於蓋板170的投影範圍內。據此，本實施例的散熱裝置100藉由蓋板170及第一散熱鰭片組150封閉頂部開口1215，而使凹槽121內的氣態的散熱介質160不會散失。此外，散熱裝置100藉由蓋板170對位於凹陷1311而使氣態的散熱介質160可順利地從頂部空間1211移動至第二端143。在本實施例中，蓋板170設置於兩第一散熱鰭片組150之間，但不以此為限。

以下詳細說明本實施例的散熱裝置100的散熱機制。

當熱源10產生熱時，首先，熱源10的熱會經導熱座120而傳導至導熱塊130。接著，這些熱會藉由如圖6A所示的導熱塊130的表面、第二散熱鰭片組132、第三散熱鰭片組137以及第四散熱鰭片組138與散熱介質160進行熱交換，而被散熱介質160吸收並轉化為散熱介質160的潛熱。當熱源10在低功率模式時，上述的散熱機制即可使散熱裝置100具有良好的散熱效果。

當熱源10在高功率模式時，在熱源10產生的熱超出液態的散熱介質160可吸收的潛熱之後，液態的散熱介質160會開始產生相變而從液態轉換為氣態。接著，上述轉變為氣態的散熱介質160從如圖3所示的側向空間1213經如圖6A所示的第二散熱鰭片組132中的第一狹縫S1、第三散熱鰭片組137中的第二狹縫S2及第四散熱鰭片組138中的第三狹縫S3而移動至凹陷1311。接著，氣態的散熱介質160從凹陷1311經頂部空間1211及頂部開口1215而離開凹槽121並進入散熱管140的第二端143且朝第一端141移動。接著，位於散熱管140中的氣態的散熱介質160與連接於散熱管140的第一散熱鰭片組150進行熱交換，而使散熱介質160從高壓氣態轉換為低壓氣態或液態。由於散熱管140的內壁為光滑面，因此，上述轉換為低壓氣態或液態的散熱介質160會持續地朝散熱管140的第一端141移動，並回流至凹槽121中，以完成循環並重新與導熱塊130進行熱交換。

也就是說，本實施例的散熱裝置100藉由位於凹陷1311處的氣態的散熱介質160的壓力以及溫度高於位於散熱管140的第二端143的散熱介質160的壓力以及溫度，而使本實施例的散熱裝置100不須額外的幫浦即可使散熱介質160進行上述的循環。

綜上所述，在本新型創作的散熱裝置中，熱源所產生的熱會經導熱座及導熱塊而傳送至散熱介質，在散熱介質吸收一定量的熱之後，散熱介質會產生相變而從液態轉變為氣態。氣態的散熱介質會因壓力差以及溫度差而向上從頂部開口經第二端流入多個散熱管中，並在流經散熱管的過程中與第一散熱鰭片組進行熱交換。最後，散熱介質從第一端流出散熱管並流入凹槽中，而完成循環。據此，本新型創作的散熱裝置不須額外的幫浦即可使散熱介質進行循環，以將熱源所產生的熱有效地傳送至外界，進而具有良好的散熱效果。此外，於一實施例中，導熱塊具有第二散熱鰭片組、第三散熱鰭片組及第四散熱鰭片組，而可進一步地提升散熱裝置的散熱效果。

10:熱源 20:電路板 100:散熱裝置 110:殼體 120:導熱座 121:凹槽 123:側部 130:導熱塊 131:頂面 132:第二散熱鰭片組 133:第一側面 134:第二側面 135:第三側面 136:第四側面 137:第三散熱鰭片組 138:第四散熱鰭片組 139:錐形孔 140:散熱管 141:第一端 143:第二端 150:第一散熱鰭片組 151:第一鰭片 160:散熱介質 161:液面 170:蓋板 1211:頂部空間 1213:側向空間 1215:頂部開口 1217:底部 1311:凹陷 1321:第二鰭片 1371:第三鰭片 1381:第四鰭片 1391:開口 1391a:孔徑 1393:底面 1411:連通口 1411a:中心 D1:距離 H1:高度 S1:第一狹縫 S2:第二狹縫 S3:第三狹縫 X、Y、Z:軸向

圖1A至圖1C是本新型創作的一實施例的散熱裝置於不同視角的示意圖。 圖2是圖1A的散熱裝置的分解圖。 圖3是圖1B的散熱裝置沿A-A線的剖視圖。 圖4是圖1B的散熱裝置沿B-B線的剖視圖。 圖5是圖1C的散熱裝置沿C-C線的剖視圖。 圖6A至圖6C是圖3的導熱塊於不同視角的示意圖。 圖7是圖6C的導熱塊沿D-D線的剖視圖。

10:熱源

20:電路板

110:殼體

120:導熱座

121:凹槽

123:側部

131:頂面

132:第二散熱鰭片組

135:第三側面

136:第四側面

137:第三散熱鰭片組

138:第四散熱鰭片組

139:錐形孔

140:散熱管

141:第一端

143:第二端

150:第一散熱鰭片組

151:第一鰭片

160:散熱介質

161:液面

170:蓋板

1211:頂部空間

1213:側向空間

1215:頂部開口

1217:底部

1311:凹陷

1391:開口

1393:底面

1411:連通口

1411a:中心

D1:距離

H1:高度

X、Y、Z:軸向

Claims (13)

1. 一種散熱裝置，適以對一熱源進行散熱，其中該散熱裝置包括： 一殼體，其中該熱源設置於該殼體內； 一導熱座，設置於該殼體內，其中該導熱座熱耦接於該熱源，且具有一凹槽和圍繞該凹槽的一側部； 一導熱塊，設置於該凹槽內，並熱耦接該導熱座； 多個散熱管，穿設於該殼體，各該散熱管具有一第一端與相對於該第一端的一第二端，各該散熱管的該第一端穿設於該側部並與該凹槽相連通，各該散熱管的該第二端連通於該凹槽； 至少一第一散熱鰭片組，設置於該殼體上，並局部覆蓋該凹槽，其中該些散熱管熱耦接於該至少一第一散熱鰭片組；以及 一散熱介質，存於該凹槽內，並浸沒該導熱塊的至少部分。
2. 如請求項1所述的散熱裝置，其中該導熱座包括與該凹槽連通的一頂部開口，該導熱塊與該頂部開口之間形成一頂部空間，該導熱塊與該側部之間形成一側向空間，該頂部空間與該側向空間相互連通，且液態的該散熱介質存於該側向空間中。
3. 如請求項2所述的散熱裝置，其中位於各該散熱管的該第一端包括一連通口，該連通口的一中心至該凹槽的一底部的一距離小於或等於該散熱介質的一液面距該底部的一高度。
4. 如請求項2所述的散熱裝置，其中該導熱塊具有朝向該頂部開口的一頂面，且該頂面具有至少一凹陷，該至少一凹陷連通於該頂部空間，且該頂部空間與該頂部開口相連通。
5. 如請求項4所述的散熱裝置，其中該導熱塊的該頂面設有至少一第二散熱鰭片組，且該至少一第二散熱鰭片組位於該至少一凹陷的一側。
6. 如請求項5所述的散熱裝置，其中該導熱塊具有朝向該側向空間的一第一側面及相對於該第一側面的一第二側面，且該第一側面與該第二側面中的至少一者設有一第三散熱鰭片組。
7. 如請求項6所述的散熱裝置，其中該導熱塊的該頂面還設有至少一第四散熱鰭片組，且該至少一凹陷位於該至少一第二散熱鰭片組與該至少一第四散熱鰭片組之間。
8. 如請求項6所述的散熱裝置，其中該第三散熱鰭片組包括並列設置的多個鰭片，且各該鰭片垂直於該第一側面或該第二側面。
9. 如請求項8所述的散熱裝置，其中該至少一凹陷從該第一側面往該第二側面延伸，且貫通該第一側面與該第二側面，該第三散熱鰭片組的該些鰭片的至少部分跨越該至少一凹陷的一側。
10. 如請求項5所述的散熱裝置，其中該至少一第二散熱鰭片組包括並列設置的多個鰭片，且位於相鄰的二該鰭片之間的一狹縫從該側向空間往該至少一凹陷延伸。
11. 如請求項4所述的散熱裝置，更包括： 一蓋板，設置於該至少一第一散熱鰭片組的一側，並與該至少一第一散熱鰭片組封閉該頂部開口，其中各該散熱管的該第二端穿設於該蓋板，且該蓋板對位於該至少一凹陷。
12. 如請求項2所述的散熱裝置，其中該導熱塊具有一第一側面、相對於該第一側面的一第二側面、一第三側面及相對於該第三側面的一第四側面，且該側向空間圍繞該第一側面、該第二側面、該第三側面及該第四側面，該導熱塊在該第三側面與該第四側面中的至少一者設有至少一錐形孔，且該至少一錐形孔的一開口朝向該些散熱管的該第一端，該至少一錐形孔具有相對於該開口的一底面，且該開口的一孔徑從該開口往該底面漸縮。
13. 如請求項1所述的散熱裝置，其中該導熱塊中位於該凹槽內的一表面設有毛細結構層。