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CN205105503U - 散热模块、散热系统以及电路模块 - Google Patents

散热模块、散热系统以及电路模块 Download PDF

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CN205105503U
CN205105503U CN201520788842.8U CN201520788842U CN205105503U CN 205105503 U CN205105503 U CN 205105503U CN 201520788842 U CN201520788842 U CN 201520788842U CN 205105503 U CN205105503 U CN 205105503U
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CN
China
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heat exchange
exchange unit
unit
fluid
housing
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CN201520788842.8U
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蔡长翰
蔡水发
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Cooler Master Technology Inc
Original Assignee
Cooler Master Technology Inc
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Abstract

本实用新型提供一种散热模块、散热系统以及电路模块，散热模块适用于第一热交换单元与发热元件之间，该散热模块包含：第二热交换单元，与该第一热交换单元连通并具有热交换区来与该发热元件接触；结合结构；以及流体动力传送单元，其连通至该第一热交换单元并凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通。

Description

散热模块、散热系统以及电路模块
技术领域
本实用新型涉及一种散热模块、散热系统以及电路模块，尤指应用于集成电路晶片上的散热模块、散热系统以及包含该散热模块、散热系统的电路模块。
背景技术
请参见图1，其系现有集成电路晶片的水冷散热系统的剖面示意图，相关细节请参考第8240362号及第8245764号的美国专利，其中集成电路晶片1的表面与散热片10的表面接触，因此集成电路晶片1所产生的热能可以通过散热片10的传导而到达另一端的冷却水槽11。而冷却水槽11中整合有一个靠电动马达(本图未示出)驱动的叶轮(impeller)12，用以带动冷却水槽11中的高温液体从出口16排出，同时利用入口15来把经过散热器(heatradiator，本图未示出)已完成热交换的低温液体送回入冷却水槽11中。但是，上述构造中的高温液体与低温液体容易于冷却水槽11交会而降低散热的效率，无法应付工作温度日益爬升的集成电路晶片的散热需求。
发明内容
因此，如何改善现有集成电路晶片水冷散热系统的技术缺失，实为发展本实用新型的主要目的之一。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种散热模块，适用于一第一热交换单元与一发热元件之间，其特征在于，该散热模块包含：
一第二热交换单元，与该第一热交换单元连通并具有一热交换区来与该发热元件接触；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，其连通至该第一热交换单元并凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通。
所述的散热模块，其中，该第二热交换单元包含：
一基板，具有该热交换区；
多个鳍片，设置于该基板上；以及
一第一壳体，覆盖于该基板和该多个鳍片，并形成一腔体，该第一壳体具有一流体出入口，该腔体通过该流体出入口与该流体动力传送单元连通。
所述的散热模块，其中，该流体动力传送单元包含：
一第二壳体，连通于该第一壳体，其中填充有流体；
一泵装置，用以提供将该第一热交换单元中的流体输送到该第二壳体之中，然后再输送到该第一热交换单元中所需的动力；以及
一电路板，设置于该第一壳体与该第二壳体之间，其电性连接于该泵装置，用以提供该泵装置的电源。
所述的散热模块，其中，该电路板上另外设置有一发光元件。
所述的散热模块，其中，还包含一液面侦测器或一流量侦测器，用来侦测流体的量是否充足或是流量是否正常稳定。
所述的散热模块，其中，还包含一结合结构，该结合结构用以将该流体动力传送单元结合至该第二热交换单元，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元与该第二热交换单元之间，用以在两者间产生一空隙。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种散热系统，适用于一发热元件，其特征在于，该散热系统包含：
多个连通管路，用于输送流体；
一第一热交换单元；
一第二热交换单元，通过该多个连通管路中一连通管路连通该第一热交换单元，该第二热交换单元具有一热交换区，该热交换区适于接触该发热元件；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通，且该流体动力传送单元通过该多个连通管路中的另一连通管路连通该第一热交换单元。
所述的散热系统，其中，该第二热交换单元包含：
一基板，具有该热交换区；
多个鳍片，设置于该基板上；以及
一第一壳体，覆盖于该基板和该多个鳍片，并形成一腔体，该第一壳体具有一流体出入口，该腔体通过该流体出入口与该流体动力传送单元连通。
所述的散热系统，其中，该流体动力传送单元包含：
一第二壳体，连通于该第一壳体，其中填充有流体；
一泵装置，用以提供动力，将该第一热交换单元中的流体通过该一连通管路输送到该第二壳体之中，然后再输送到该第二热交换单元中；以及
一电路板，设置于该第一壳体与该第二壳体之间，其电性连接于该泵装置，用以提供该泵装置的电源。
所述的散热系统，其中该电路板上另外设置有一发光元件。
所述的散热系统，其中，还包含一液面侦测器或一流量侦测器，用来侦测流体的量是否充足或是流量是否正常稳定。
所述的散热系统，其中，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元结合与该第二热交换单元之间，用以于两者间产生一空隙。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种电路模块，其特征在于，包括：
一发热元件；
一第一热交换单元；
一第二热交换单元，通过一连通管路连通该第一热交换单元，该第二热交换单元具有一热交换区并通过该热交换区接触该发热元件；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通，且该流体动力传送单元通过另一连通管路连通该第一热交换单元。
所述的电路模块，其中，该电路模块为一显示卡，该发热元件为一图型处理单元。
所述的电路模块，其中，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元结合与该第二热交换单元之间，用以在两者间产生一空隙。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：本实用新型可解决现有技术手段散热效果不佳的缺失，并且可以广泛应用于各式需要散热的集成电路或电子装置，而且还可以维持相当好的设计弹性。
附图说明
图1是现有集成电路晶片的水冷散热系统的剖面示意图；
图2a是本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来的散热系统的第一实施例功能方块示意图；
图2b是本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来的散热系统的第二实施例功能方块示意图；
图3是本实用新型关于流体动力传送单元与第二热交换单元的第一实施例剖面构造示意图；
图4a～4c是本实用新型关于流体动力传送单元的内部与外部构造示意图；
图5a～5b是本实用新型关于第二热交换单元的内部与外部构造示意图；
图6是上述关于流体动力传送单元与第二热交换单元的第一实施例构造分解示意图；
图7a～7b是本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来关于流体动力传送单元与第二热交换单元的第二实施例构造示意图；
图8是本实用新型第二实施例中位于第二热交换单元上表面的固定柱与限位壁的外观示意图；
图9a～9b是本实用新型第二实施例中关于流体动力传送单元的外观示意图。
附图标记说明：集成电路晶片1；散热片10；冷却水槽11；叶轮12；出口16；入口15；散热系统2；电路模块29；第一连通管路201；第二连通管路202；第三连通管路203；第一热交换单元21；散热器211；风扇212；第二热交换单元22；流体动力传送单元23；壳体230；泵装置231；鳍片结构221；壳体220；电路板232；叶轮2310；上半部2301；下半部2302；流体入口23010；流体出口23011；底部23020；定子2320；上半部2201；下半部2202；流体入口22010；流体出口22011；底盘60；固定片22019；基板229；热交换区2290；腔体2200；流体出入口2209；固定柱701、702；限位壁703、704；结合结构70；空隙705；螺丝锁合空间80；环状凹槽90；发光单元91；导光条92；螺孔93。
具体实施方式
请参见图2a，其系本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来的散热系统的第一实施例功能方块示意图，其中散热系统2可应用于一电路模块29的散热，该散热系统2包含第一连通管路201、第二连通管路202及第三连通管路203，都用以输送流体。而第一热交换单元21则连通于该第一连通管路201与该第二连通管路202，该第一热交换单元21从该第一连通管路201接收流体来进行对外界空气的散热，然后再将散热后的流体输出至该第二连通管路202。而本实用新型的第一热交换单元21可以是常见的散热器211与风扇212的组合，其中散热器21连通于该第一连通管路201与该第二连通管路202，用以从该第一连通管路201接收流体来进行对外界空气的散热，然后再将散热后的流体输出至该第二连通管路202。至于风扇212则用以强制外界空气进行流动以达到散热的目的。
至于散热系统中的散热模块包含有第二热交换单元22以及流体动力传送单元23，主要是以单一壳体所完成，连通于该第二连通管路202与该第三连通管路203并接触至该电路模块29的表面或表面附近，该第二热交换单元22从该电路模块29将热能传导至通过该第二热交换单元22中的流体。而流体动力传送单元23则另外以单一壳体来完成并与该第二热交换单元22形成一堆迭结构，该流体动力传送单元23连通于该第三连通管路203与该第一连通管路201，用以提供将该第二热交换单元22中的流体通过该第三连通管路203输送到该流体动力传送单元23之中，然后再通过该第一连通管路输送到第一热交换单元中所需的动力。
接着请参考图2b，其系本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来的散热系统的第二实施例功能方块示意图，其中大部份元件都相同，而不同处在于散热系统2中流体动力传送单元23流体输送方向位置不同所造成的差异，本实施例的流体动力传送单元23连通于该第二连通管路202与该第三连通管路203，用以提供将该第一热交换单元21中的流体通过该第一连通管路201输送到该流体动力传送单元23之中，然后再通过该第二连通管路22推送到第二热交换单元22中所需的动力。
而上述该电路模块29可为需要散热的集成电路晶片或是其它类似的为需要散热的电路模块，该第一连通管路201、该第二连通管路202与该第三连通管路203可由可挠式软管或是金属管所完成，用以输送的流体则可以是纯水或是包含有水的液体。
再请参见图3，其系本实用新型关于流体动力传送单元23与第二热交换单元22的第一实施例剖面构造示意图，其中流体动力传送单元23主要具有自己独立组合的壳体230，壳体230所包覆的空间连通于该第一连通管路201与该第三连通管路203。而泵装置231则是用以将第一热交换单元21(本图未示出)中的流体抽出，通过该第一连通管路201输送到该流体动力传送单元23的壳体230中，然后再通过该第三连通管路203输送到第二热交换单元22中。而第二热交换单元22中具有一基板229及鳍片结构221，基板229上定义有热交换区2290并设置有多个鳍片所完成的鳍片结构221，热交换区2290与发热元件(图中未示出)完成接触，用来与发热元件(图中未示出)达成热交换。而壳体220则覆盖于该基板229和该多个鳍片所完成的鳍片结构221并形成一腔体2200，该壳体220具有一流体出入口2209，该腔体2200通过该流体出入口2209以及第三连通管路203与该流体动力传送单元23连通。位于该腔体2200内的多个鳍片所完成的鳍片结构221以大量的有效面积浸泡于该流体中，用以将该电路模块29所产生热能通过热交换区2290与鳍片结构221传导至流体，流体再通过第二连通管路202被导向第一热交换单元21。至于电路板232则是设置于该壳体220与该壳体230之间，其电性连接与该泵装置231，用以提供该泵装置231运转所需要的电源。而本图中的泵装置231主要包含有一叶轮2310，用以带动流体从该第一连通管路201流入，然后再从该第三连通管路203送出。
再请参见图4a～4c，其系本实用新型关于流体动力传送单元23的内部与外部构造示意图，其中壳体230主要包含有上半部2301与下半部2302，上半部2301具有用来跟该第一连通管路201与该第三连通管路203进行连通的流体入口23010与流体出口23011。而叶轮2310则是设置于下半部2302，通过上半部2301的内部与下半部2302的内部的相互结合。便可形成让叶轮2310设置与流体通过的空间。至于电路板232则是设置于下半部2302的底部23020，该电路板232上设置有电动马达所需要的定子(stator)2320，用以提供叶轮2310旋转时所需的动力。
再请参见图5a～5b，其系本实用新型关于第二热交换单元22的内部与外部构造示意图，其中壳体220主要也是包含有上半部2201与下半部2202，上半部2201具有用该第三连通管路203与该第二连通管路202进行连通的流体入口22010与流体出口22011。而多个鳍片所完成的鳍片结构221则是与下半部2202整合在一起，可用相同材料的金属来完成，当然也可以是不同材料来完成，只需注意要以良好的热传导材料来完成即可。通过上半部2201的内部与下半部2202的相互结合。便可形成让鳍片结构221设置与流体通过的空间，其中鳍片结构221系以多个厚度小的鳍片来制造大量的有效面积并浸泡于该流体中，用以将该电路模块29所产生热能传导至流体，流体再通过第二连通管路202被导向第一热交换单元21。
再请参见图6，其系上述关于流体动力传送单元23与第二热交换单元22的第一实施例构造分解示意图，其详细表达出各部零件于分离状态时的形状，其中底盘60系将电路板232包覆在壳体230的下半部2302的底部23020中，而壳体220上半部2201具有复数个固定片22019来完成一个结合结构，可凭借固定片22019本身的回复力，用以形成一容置空间并夹置上方的流体动力传送单元23。另外，当电路板232上另外设置有发光元件(本图未示出)，例如发光二极管，则可以将壳体230的下半部2302的底部23020或是底盘60以透明或半透明的材料完成，或是在电路板232上完成有导光装置(本图未示出)，用以将发光元件所发出的光线导出，而发光元件的发光行为可以是根据一些预设的程式来改变，或是随机因应流体流动的特行而产生不同的发光行为。另外，还可以在壳体或是管路上设置液面侦测器与流量侦测器，如此将可以用来侦测流体的量是否充足，以及管路内的流量是否正常稳定。当一旦发生流体的量不充足或是管路内的流量不正常，便可利用电路板232上的发光元件来提供警示，或是将此信息通过与电路模块29相关的系统(例如电脑主机)间的信号管道进行传送，进而使电路模块29及其相关的系统(例如电脑主机)可以进行相关的因应措施，例如降低操作时脉的频率等降低耗能的动作。
再请参见图7a～7b，其系本实用新型为改善现有手段缺失所发展出来关于流体动力传送单元23与第二热交换单元22的第二实施例构造示意图，其中流体动力传送单元23堆迭在第二热交换单元22的上，并通过至少一或复数个固定柱701、702与至少一或复数个限位壁703、704所组成的结合结构70来完成两者间的结合。而由图可清楚看出，固定柱701、702可以将流体动力传送单元23与第二热交换单元22之间制造出一空隙705。如此一来，本例的设计将有助于两者间的隔热效果以及各别的散热效果。
至于图8则是清楚表示出位于第二热交换单元22上表面的固定柱701、702与限位壁703、704的外观示意图，其中固定柱701、702中具有中空的螺丝锁合空间80，而限位壁703、704则是用以将结合后的流体动力传送单元(本图未示出)夹合，用以限制流体动力传送单元(本图未示出)的水平方向位移。
从图9a～9b则可看出本实用新型第二实施例中流体动力传送单元23的外观设计，其中于侧边设有环状凹槽90，并于环状凹槽90中设置有发光单元91以及导光条92，其中发光单元91可以利用发光二极管(LED)来完成，而导光条92则用以引导光线环绕整个环状凹槽90。至于螺孔93则是相对应于结合结构70中固定柱701、702的位置而设，螺孔93可让螺丝(本图未示出)穿入而到达固定柱701、702来完成固定。
综上所述，本实用新型可解决现有技术手段散热效果不佳的缺失，并且可以广泛应用于各式需要散热的集成电路或电子装置，而且还可以维持相当好的设计弹性。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种散热模块，适用于一第一热交换单元与一发热元件之间，其特征在于，该散热模块包含：
一第二热交换单元，与该第一热交换单元连通并具有一热交换区来与该发热元件接触；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，其连通至该第一热交换单元并凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通。
2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，该第二热交换单元包含：
一基板，具有该热交换区；
多个鳍片，设置于该基板上；以及
一第一壳体，覆盖于该基板和该多个鳍片，并形成一腔体，该第一壳体具有一流体出入口，该腔体通过该流体出入口与该流体动力传送单元连通。
3.根据权利要求2所述的散热模块，其特征在于，该流体动力传送单元包含：
一第二壳体，连通于该第一壳体，其中填充有流体；
一泵装置，用以提供将该第一热交换单元中的流体输送到该第二壳体之中，然后再输送到该第一热交换单元中所需的动力；以及
一电路板，设置于该第一壳体与该第二壳体之间，其电性连接于该泵装置，用以提供该泵装置的电源。
4.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，该电路板上另外设置有一发光元件。
5.根据权利要求4所述的散热模块，其特征在于，还包含一液面侦测器或一流量侦测器，用来侦测流体的量是否充足或是流量是否正常稳定。
6.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，还包含一结合结构，该结合结构用以将该流体动力传送单元结合至该第二热交换单元，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元与该第二热交换单元之间，用以在两者间产生一空隙。
7.一种散热系统，适用于一发热元件，其特征在于，该散热系统包含：
多个连通管路，用于输送流体；
一第一热交换单元；
一第二热交换单元，通过该多个连通管路中一连通管路连通该第一热交换单元，该第二热交换单元具有一热交换区，该热交换区适于接触该发热元件；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通，且该流体动力传送单元通过该多个连通管路中的另一连通管路连通该第一热交换单元。
8.根据权利要求7所述的散热系统，其特征在于，该第二热交换单元包含：
一基板，具有该热交换区；
多个鳍片，设置于该基板上；以及
一第一壳体，覆盖于该基板和该多个鳍片，并形成一腔体，该第一壳体具有一流体出入口，该腔体通过该流体出入口与该流体动力传送单元连通。
9.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，该流体动力传送单元包含：
一第二壳体，连通于该第一壳体，其中填充有流体；
一泵装置，用以提供动力，将该第一热交换单元中的流体通过一连通管路送到该第二壳体之中，然后再输送到该第二热交换单元中；以及
一电路板，设置于该第一壳体与该第二壳体之间，其电性连接于该泵装置，用以提供该泵装置的电源。
10.根据权利要求9所述的散热系统，其特征在于：该电路板上另外设置有一发光元件。
11.根据权利要求10所述的散热系统，其特征在于，还包含一液面侦测器或一流量侦测器，用来侦测流体的量是否充足或是流量是否正常稳定。
12.根据权利要求7所述的散热系统，其特征在于，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元与该第二热交换单元之间，用以于两者间产生一空隙。
13.一种电路模块，其特征在于，包括：
一发热元件；
一第一热交换单元；
一第二热交换单元，通过一连通管路连通该第一热交换单元，该第二热交换单元具有一热交换区并通过该热交换区接触该发热元件；
一结合结构；以及
一流体动力传送单元，凭借该结合结构与该第二热交换单元结合，该流体动力传送单元与该第二热交换单元彼此独立但彼此连通，且该流体动力传送单元通过另一连通管路连通该第一热交换单元。
14.根据权利要求13所述的电路模块，其特征在于，该电路模块为一显示卡，该发热元件为一图型处理单元。
15.根据权利要求13所述的电路模块，其特征在于，该结合结构包含至少一固定柱与至少一限位壁，该固定柱设置于该流体动力传送单元结合与该第二热交换单元之间，用以在两者间产生一空隙。
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