CN101820735A - 增进散热效率的散热装置及其相关散热系统 - Google Patents
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Abstract
一种可增进散热效率的散热装置，其包含有一导热基板，其设置于一热源上，以传导该热源所产生的热量；以及多个散热鳍片，其实质上平行设置于该导热基板上，各散热鳍片于其自该导热基板延伸的方向上形成有多个凸出部，且相邻散热鳍片的该多个凸出部于该散热鳍片自该导热基板延伸的方向上为交错排列，以散除该导热基板所接受该热源所产生的热量。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热装置及其相关散热系统，尤其涉及一种可增进散热效率的散热装置及其相关散热系统。
背景技术
散热问题于现今散热系统的应用仍为一急需克服的难题，而坊间各种不同类型的散热系统亦采用各式不同散热方式。然现有的散热技术已不敷解决各式热源大量产生的热量，故有许多散热技术的应用便应运而生，以使电子装置能维持正常工作温度的作用。然而目前普遍使用的空气冷却系统，不论冷却风扇的效能如何改良，在解决散热问题上仍有其限制，故利用现行传统风扇强制空气对流并改善其它散热组件的效率仍为一建构于现行散热装置上增加散热效率的方式。
请参阅图1与图2，图1为现有技术一散热装置20的示意图，图2为现有技术散热装置20的剖面示意图。散热装置20包含一导热基板22，其设置于一热源24上，以传导热源24所产生的热量；以及多个散热鳍片26，其实质上平行设置于导热基板22上，各相邻散热鳍片26间形成多个通道261，以提供空气对流的路径，各散热鳍片26于其自导热基板22延伸的方向(X方向)上为光滑平面，以散除导热基板22所接受热源24所产生的热量。如图1所示，导热基板22可由高传导系数的金属材质所组成，如铝或铜材质。导热基板22设置于热源24的一侧与其直接接触，热源24所产生的热能，即会因热传导效应而传递至导热基板22上。与此同时，由于多个散热鳍片26亦可由高传导系数的金属材质所组成，如铝或铜材质，故由热源24传导至导热基板22的热能，便会因热传导效应而传递至多个散热鳍片26上。多个散热鳍片26实质上平行设置于导热基板22上，其目的在于增加热能与空气接触的面积，意即与空气接触的面积由导热基板22上相对于接触热源24该侧的一侧表面积，增加成多个散热鳍片26其两侧表面积的总和。因此，热源24所产生的热能便能由大幅增加散热鳍片26与空气接触的面积而将热能有效地散除。由于多个通过261的任意位置的一间距W1为定值，故空气于多个通道261内流动时，其所受的空气阻力是均匀的，此种自然循环、无外力强制的对流方式称为自然对流(Natural convection)。散热装置20的优点是其光滑表面可于旁侧进风以及上方进风时降低风阻。散热装置20的缺点则是散热表面积不够大，因此散热效能较差。因此，散热装置20另可外加一风扇28以加强空气对流效果，此种借外力辅助的对流方式称为强制对流(Forced convection)。风扇28设置于多个散热鳍片26的旁侧或上方，以送风或抽风的方式加强空气于多个通过261内对流作用，以散除热源24所产生的热量。
请参阅图3与图4，图3为现有技术可增加散热效率的一散热装置40的示意图，图4为现有技术散热装置40的剖面示意图。散热装置40包含一导热基板42，其设置于一热源44上，以传导热源44所产生的热量；以及多个散热鳍片46，其实质上平行设置于导热基板42上，各相邻散热鳍片46间形成多个通道461，以提供空气对流的路径，各散热鳍片46于其自导热基板42延伸的方向(X方向)上形成有多个凸出部463，且相邻散热鳍片46的多个凸出部463于散热鳍片46自导热基板42延伸的方向上为对称排列，以散除导热基板42所接受热源44所产生的热量。导热基板42、热源44、以及多个散热鳍片46的功用与配置如前所述，故于此不再详述。然而，散热装置40为了增加与空气接触的面积，于多个散热鳍片46上形成有多个凸出部463。相邻散热鳍片46的各凸出部463形成有一间距W20，相邻散热鳍片46的光滑表面形成有一间距W22，且间距W22大于间距W20。
相较于散热装置20，散热装置40具有较大的表面积，可更快速的将热源44所产生的热能由气冷方式散除掉，故散热效率较散热装置20为佳。但由于间距W20与间距W22的差异，使得多个通道461内的空气阻力与风压分布不均，造成多个通道461的自然对流作用受到限制。因此，散热装置40可设置一风扇48以加强空气对流效果(强制对流)。由图3可知，当风扇48设置于多个散热鳍片46的侧面，以送风或抽风的方式加强空气对流时，因对称排列的凸出部463所造成的差异使得入风处以及多个通道461内的风阻不均，意即散热鳍片46上带走热量的风流不均，造成风流稳定度下降，故强制风流带走热量的稳定度下降，而降低其散热效率。另外当风扇设置于多个散热鳍片46的上方，以送风或抽风的方式增强空气于相邻散热鳍片46的空间流通时，亦会因对称排列的凸出部463所造成的差异使得入风处以及多个通道461内的风阻较散热装置20所受的风阻为大，意即散热鳍片46上带走热量的风量下降，而使得通过多个通道461内的强制气流所能带走热量的效能下降，故影响其散热效率。因此，由于散热装置40的多个凸出部463的配置并不理想，故散热装置40仅能适用于强制对流的散热应用且无法达到理想的散热效率。故如何设计出不但能增加与空气接触的面积，并能同时适用于自然对流与强制对流的散热应用的散热装置，便为现今科技产业所需努力的重要课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，揭露一种可增进散热效率的散热装置。
为了实现上述目的，本发明揭露一种可增进散热效率的散热装置，其特征在于，包含有：
一导热基板，其设置于一热源上，以传导该热源所产生的热量；以及
多个散热鳍片，其相互平行设置于该导热基板上，各散热鳍片于其自该导热基板延伸的方向上形成有多个凸出部，且相邻散热鳍片的该多个凸出部于该散热鳍片自该导热基板延伸的方向上为交错排列，以散除该导热基板所接受该热源所产生的热量。
为了实现上述目的，本发明揭露一种可增进散热效率的散热系统，其特征在于，包含有：
一电路板；
一热源，其安装于该电路板上；以及
一散热装置，其包含有：
一导热基板，其设置于该热源上，以传导该热源所产生的热量；以及
多个散热鳍片，其相互平行设置于该导热基板上，各散热鳍片于其自该导热基板延伸的方向上形成有多个凸出部，且相邻散热鳍片的该多个凸出部于该散热鳍片自该导热基板延伸的方向上为交错排列，以散除该导热基板所接受该热源所产生的热量。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有技术散热装置的示意图；
图2为现有技术散热装置的剖面示意图；
图3为现有技术可增加散热效率的散热装置的示意图；
图4为现有技术散热装置的剖面示意图；
图5为本发明第一实施例可增进散热效率的散热装置的示意图；
图6为本发明第一实施例散热装置的剖面示意图；
图7为本发明第二实施例具有多个三角形凸出部的散热装置的示意图；
图8为本发明第三实施例具有多个锯齿形凸出部的散热装置的示意图；
图9为本发明第四实施例具有多个波浪形凸出部的散热装置的示意图；
图10为本发明第五实施例于多个波浪形凸出部上另配置有交错排列的多个凸出部以及相对应的凹入部的散热装置的示意图。
图11为本发明第六实施例同时具有交错排列的多个凸出部以及光滑平面的散热装置的示意图；
图12为本发明第七实施例同时具有交错排列的多个凸出部以及对称排列的多个凸出部的散热装置的示意图；
图13为本发明第八实施例柱状结构的散热鳍片的示意图；
图14为本发明第九实施例短型片状结构的散热鳍片的示意图。
其中，附图标记
20、40、60、70、80、90、100、110、120散热装置
463、663、72、82、92、102、104、1104、1204、1206凸出部
22、42、62 导热基板
28、48、68 风扇
63 电路板
W1、W20、W22、W3 间距
24、44、64 热源
664、106 凹入部
26、46、66、1102、1202、1306、1406散热鳍片
1106 光滑平面
261、461、661 通道
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参阅图5与图6，图5为本发明第一实施例可增进散热效率的一散热装置60的示意图，图6为本发明第一实施例散热装置60的剖面示意图。散热装置60包含一导热基板62，其设置于一热源64上，以传导热源64所产生的热量；以及多个散热鳍片66，其实质上平行设置于导热基板62上，各相邻散热鳍片66间形成多个通道661，借以提供空气对流的路径，各散热鳍片66于其自导热基板62延伸的方向(X方向)上形成有多个凸出部663，且相邻散热鳍片66的多个凸出部663于散热鳍片66自导热基板62延伸的方向(X方向)上为交错排列，以散除导热基板62所接受热源64所产生的热量。相邻凸出部663间形成有一相对应凸出部663的凹入部664，意即多个凸出部663间形成有多个凹入部664。交错排列定义为相邻散热鳍片66间的多个通道661的两侧分别可沿X方向上形成多个凸出部663与相对应凸出部663的凹入部664，其中散热鳍片66的凸出部663面对于相邻散热鳍片66的凹入部，以保持多个通道661的宽度沿X方向上皆可保持定值。热源64可选择性地安装于一电路板63上。例如：热源64可为一中央处理器或一芯片，安装于电路板63上，因高速运算而产生热能。热源64亦可为一金属板，用以自一发热组件传导热能至散热装置60以散逸热量，则热源64不需安装于电路板63上。导热基板62与多个散热鳍片66可由金属材质所组成，如铜或铝材质。导热基板62设置于热源64的一侧与其直接接触，热源64所产生的热能，即会因热传导效应而传递至导热基板62上。与此同时，由热源64传导至导热基板62的热能，亦会因热传导效应而传递至多个散热鳍片66上。多个散热鳍片66实质上平行设置于导热基板62上，其目的在于增加热能与空气接触的面积。
如图5与图6所示，本发明于各散热鳍片66自导热基板62延伸的方向上形成有交错排列的多个凸出部663，且多个凸出部663可分别为一长条型结构，其方向实质上平行于该导热基板62。多个凸出部663的功用在于可增加多个散热鳍片66与空气接触的表面积，以增进散热效率。由于多个凸出部663的配置为交错排列，故相邻散热鳍片66的一间距W3于多个通过661内的任意位置皆可保持定值，使得空气阻力与风压于多个通过661内的任意位置皆可保持恒定。自多个散热鳍片66的旁侧进风时，因交错排列的凸出部663与凹入部664使得入风处以及多个通道661内的风阻均等，多个通道内的气流所能带走热量的效能稳定，故散热效率较现有技术的散热装置40为佳。自多个散热鳍片的上方进风时，因交错排列的凸出部663与凹入部664使得入风处以及多个通道661内的风阻较现有技术的散热装置40为小，使得多个通道内的气流所能带走热量的效能不易受到影响，故散热效率较现有技术的散热装置40为佳。因此，多个散热鳍片66的旁侧进风以及上方进风的自然对流作用良好。
散热装置60另可设置一风扇68于多个散热鳍片66的旁侧或上方，以散除该多个散热鳍片66的热量。当风扇68设置于多个散热鳍片66的旁侧时，由于空气阻力与风压于入风处以及多个通过661内的任意位置皆可保持均等，而提升多个通道661内气流带走热量的稳定性，故散热效率较现有技术的散热装置40为佳。同样地，当风扇68设置于多个散热鳍片66的上方时，由上而下的气流亦因所受的空气阻力与风压较现有技术的散热装置40还小，且通过通道661的气流所带走热量的效能不易受到影响，故可于入风处以及多个通道661内建立一良好的热对流循环，可将多个通道661内接近导热基板62的热空气稳定且等速地与多个通道661外的冷空气进行交换，散热效率较现有技术的散热装置40为佳。因此，多个通道661内的旁侧进风以及上方进风的强制对流作用良好。多个散热鳍片66可以黏贴或焊接方式固定于导热基板62上，或可以切削、压模、或冲压方式成型于导热基板62上。
再者，多个凸出部663可不限于图5与图6所示的圆弧形，其可为三角形、锯齿形、波浪形、或其它种类的多边形。请参阅图7、图8、图9、与图10。图7为本发明第二实施例一具有多个三角形凸出部72的散热装置70的示意图。图8为本发明第三实施例一具有多个锯齿形凸出部82的散热装置80的示意图。图9为本发明第四实施例一具有多个波浪形凸出部92的散热装置90的示意图。图10为本发明第五实施例一于多个波浪形凸出部102上另配置有交错排列的多个凸出部104以及相对应的凹入部106的散热装置100的示意图。散热装置70、散热装置80、散热装置90、以及散热装置100的各组成组件的配置与功用如第一实施例所述所述，其可增加多个散热鳍片与空气接触的表面积，以增进散热效率，且相邻散热鳍片之间距于通过内的任意位置皆可保持定值，使得空气阻力与风压于通过内的任意位置皆可保持恒定，故于此不再详述。三角形凸出部72、锯齿形凸出部82、波浪形凸出部92、以及具有多个凸出部104与凹入部106的波浪形凸出部102的功用亦与第一实施例所述的突出部663相同，惟其外形的选择与配置端视实际应用而定。
再者，本发明散热鳍片可不限于前述实施例所示的配置，其另可为一复合现有技术与本发明所述实施例的散热鳍片配置。请参阅图11与图12。图11为本发明第六实施例一同时具有交错排列的多个凸出部1104以及光滑平面1106的散热装置110的示意图。图12为本发明第七实施例一同时具有交错排列的多个凸出部1204以及对称排列的多个凸出部1206的散热装置120的示意图。当散热装置110的多个散热鳍片1102以及散热装置120的多个散热鳍片1202的中间位置所欲散逸的热量较鳍片两侧所欲散逸的热量为高时，仅需加强散热装置110以及散热装置120中间位置的自然对流作用以及强制对流作用，故可于中间位置设计具有本发明技术特征的散热鳍片1102与散热鳍片1202，而两侧散热需求较低的位置设置现有技术的散热鳍片。散热装置110以及散热装置120上的各式散热鳍片的选择与配置端视实际应用而定，其作用原理相同于前述实施例所述，于此不再详述。
再者，多个散热鳍片66可不限于前述实施例所示的长型片状结构，其另可分别为一柱状结构或一短型片状结构，以同时增加散热装置60与空气接触的面积以及增进自然对流与强制对流的效果。请参阅图13与图14。图13为本发明第八实施例一柱状结构的散热鳍片1306的示意图，图14为本发明第九实施例一短型片状结构的散热鳍片1406的示意图。其作用原理相同于前述实施例所述，故于此不再详述。
相较于现有技术，本发明可增进散热效率的散热装置可改善现有技术仅着重于增加散热鳍片的表面积，而忽略风阻不均与风流稳定度下降于影响自然对流于相邻散热鳍片间热交换的重要性；本发明交错配置散热鳍片上的多个凸出部的位置，使得相邻散热鳍片内通道的风阻在任意位置保持均等，且对流作用的风量稳定。如此一来，本发明在增加散热面积以改善散热效率的同时，亦可加强自然对流或强制对流的热循环作用来更进一步增进散热效率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (21)
1.一种可增进散热效率的散热装置，其特征在于，包含有：
一导热基板，其设置于一热源上，以传导该热源所产生的热量；以及
多个散热鳍片，其相互平行设置于该导热基板上，各散热鳍片于其自该导热基板延伸的方向上形成有多个凸出部，且相邻散热鳍片的该多个凸出部于该散热鳍片自该导热基板延伸的方向上为交错排列，以散除该导热基板所接受该热源所产生的热量。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个散热鳍片由金属材质所组成。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个散热鳍片由铜或铝材质所组成。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个散热鳍片分别为一片状结构或一柱状结构。
5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，相邻散热鳍片的表面间距维持等距。
6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个凸出部分别为圆弧形、三角形或锯齿形。
7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个凸出部分别为一长条型结构，且其方向为平行于该导热基板。
8.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该散热装置另包含有一风扇，其设置于该多个散热鳍片的旁侧或上方，以散除该多个散热鳍片的热量。
9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个散热鳍片以黏贴或焊接方式固定于该导热基板上。
10.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该多个散热鳍片以切削、压模或冲压方式成型于该导热基板上。
11.一种可增进散热效率的散热系统，其特征在于，包含有：
一电路板；
一热源，其安装于该电路板上；以及
一散热装置，其包含有：
一导热基板，其设置于该热源上，以传导该热源所产生的热量；以及
多个散热鳍片，其相互平行设置于该导热基板上，各散热鳍片于其自该导热基板延伸的方向上形成有多个凸出部，且相邻散热鳍片的该多个凸出部于该散热鳍片自该导热基板延伸的方向上为交错排列，以散除该导热基板所接受该热源所产生的热量。
12.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该热源为一中央处理器或一芯片。
13.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个散热鳍片由金属材质所组成。
14.根据权利要求13所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个散热鳍片由铜或铝材质所组成。
15.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个散热鳍片分别为一片状结构或一柱状结构。
16.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，相邻散热鳍片的表面间距维持等距。
17.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个凸出部分别为圆弧形、三角形或锯齿形。
18.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个凸出部分别为一长条型结构，且其方向为平行于该导热基板。
19.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该散热装置另包含有一风扇，其设置于该多个散热鳍片的旁侧或上方，以散除该多个散热鳍片的热量。
20.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个散热鳍片以黏贴或焊接方式固定于该导热基板上。
21.根据权利要求11所述的可增进散热效率的散热系统，其特征在于，该多个散热鳍片以切削、压模或冲压方式成型于该导热基板上。
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2009
- 2009-02-27 CN CN200910118322A patent/CN101820735A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100901 |