TW515939B - Heat radiation module of notebook personal computer - Google Patents

Description

515939 五、 發明說明（1) [ 發 明 領 域 ] 本 發 明 是 有 關 於 一 種 筆 記 型 電 腦 的 散 埶 模 組 特 別 是 有 關 於 一 種 利 用 複 數 個 出 風 α 來 增 加 風 量 以 及 風 壓 藉 以 提 升 散 熱 效 能 之 散 熱 模 組 〇 [ 發 明 背 景 ] 隨 著 電 子 產 業 技 術 的 發 展 ， 各 類 晶 片 ( 特 別 是 中 央 處 理 器 ) 的 電 晶 體 密 度 曰 益 增 加 ， 雖 狄 資 料 處 理 的 速 度 越 來 越 快 但 消 耗 的 功 率 以 及 產 生 的 埶 量 也 越 來 越 增 加 〇 為 了 讓 中 央 處 理 器 能 穩 定 運 作 兩 效 率 的 散 孰 器 成 為 前 必 4\\\ 的 需 求 〇 為 了 要 維 持 效 率 之 散 敎 功 能 散 敎 器 的 體 積 與 重 量 亦 不 得 不 隨 之 越 大 越 重 ， 缺 而 在 筆 記 型 電 腦 的 -irfL· 汉 計 中 有 限 的 空 間 —一 直 是 設 計 上 最 大 的 瓶 頸 〇 現 存 技 術 中 最 普 遍 且 最 有 效 的 方 法 即 為 利 用 風 扇 帶 動 空 氣 流 動 ， 使 其 與 集 埶 之 鰭 片 進 行 献 交 換 以 帶 走 籍 片 之 数 量 來 達 到 降 溫 之 目 的 〇 此 時 風 扇 風 量 Λ 風 壓 之 大 小 以 及 鰭 片 熱 交 換 之 面 積 即 決 定 此 散 熱 器 之 效 能 鰭 片 之 孰 交 換 面 積 越 大 ， 雖 散 敎 之 效 果 越 好 j 但 卻 和 筆 記 型 電 腦 輕 薄 Λ 短 小 之 -irn. 6又 計 精 神 相 違 背 〇 因 此 如 何 在 盡 量 不 增 加 散 敎 器 體 積 之 前 提 下 J 有 效 提 升 散 献 器 之 效 能 1 成 為 許 多 工 程 師 努 力 的 方 向 〇 請 參 昭 第 1 A 圖 ， 其 所 繪 示 乃 傳 統 筆 記 型 電 腦 中 散 埶 模 組 之 &Π. 汉 計 〇 如 圖 所 示 主 機 板 1 00之」 二配置有中央處理器 101 ，傳統之散熱模組包括了風扇1 10 以 及 散 埶 器 120 ( )風 扇 11 0配置於筆記型電腦内 ，用以造成空氣流動： ;散熱器

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五、發明說明（2) 處 1 20配置於風扇1 i 〇之出風，心 …w丨〜、…〜 所 ΐ成接觸面121广用以與Y央處理器2 厂2 ί類之曰曰片）接觸並且進行熱交換。其中，風扇Γΐ 〇疋 運輅時可使空氣沿進風方向丨進入風扇丨丨〇，並且再沿 方向0從出風口離開風扇11〇 ;由於散熱器12〇配置於 至 1 1 0之出風口處，因此當風扇i丨〇將風吹出時可使散熱器羽 120上的熱量散逸，以降低散熱器12〇的溫度。 σ 接下來請參照第1 Β圖，其所繪示乃第丨Α圖之俯視圖。 當筆記型電腦運作時，中央處理器1〇1因為運算而產生高 熱’產生的熱量藉由高導熱係數之材質製成之接觸端121 帶至散熱器1 2 0處’散熱器1 2 〇上配置有許多平行排列的鰭 片130 ’可讓由出風口處沿著出風方向〇流動的空氣通過， 並且藉著鰭片130與空氣進行熱交換，將鰭片13〇上的熱量 散去。散熱模組之效能主要決定於鰭片1 3 〇與空氣之接觸 面積以及風扇110之風量、風壓，因此，藉由增加風量、 風壓以及鰭片1 3 0之熱交換面積可提升散熱模組的效能。 傳統上可利用i j加·讀片1 3 〇之數目，或是增加鐘片長 度兩種方法來增加鰭片13〇之熱交換面積。但增加鰭片130 之數目可此造成出風的不順暢，進而產生噪音或是風切 音，而增加鰭片1 3 0長度則會增加散熱模組之體積，並且 加大空氣與鰭片1 3 0摩擦之阻抗，使得風扇1 1 〇轉速增高或 是造成散熱的邊界效應，反而降低了散熱之效率。若想要 增加風扇1 1 0之風量或風壓，則必須加大風扇丨1 〇之功率及 尺寸，但這與筆記型電腦輕、薄、短、小之特性牴觸，因

515939 五、發明說明（3) 此以上的做法都有許多的缺點有待克服。 【發明目的及概述】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種筆記型電腦 的散熱模組，係利用增加風扇之出風口以及配置於出風D 處之散熱器，來增加散熱器之熱交換面積以及風扇之風 量、風壓，進而提升散熱效能。 此種筆記型電腦的散熱模組，用以降低筆記型電腦内 晶片之表面溫度，散熱模組包括有：風扇，配置於筆記型 電腦内並包括有第一出風口以及第二出風口 ，第一出風口 以及第二出風口係用以將風扇吸入之空氣排出；第一散熱 器，配置於第一出風口處，第一散熱器之底部係用以與晶 片接觸並進行熱交換；第二散熱器，配置於第二出風口 處；以及導熱結構，與第一散熱器以及第二散熱器並聯耦 接，係用以將熱由第一散熱器處傳遞至第二散熱器處。 為讓本發明之上述目的、特徵以及優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，做詳細的 說明如下。 【發明說明】 散熱模組之散熱效率很大一部份取決於其材料之熱阻 值，熱阻值為類似電阻值之概念，材料之電阻值越小，其 傳遞電能之效率就越高；同樣的，材料之熱阻值越小，其 傳遞熱能之效率也就越高。請參照第2圖，其所繪示乃兩 點間熱傳導之示意圖。由圖中可知，點X和點Y之間具有兩

515939 五、發明說明（4) 種並聯且不同之熱傳材料2 0 1，2 0 2，其熱阻值分別為0 1 以及0 2。根據計算並聯電路電阻值之方式，點X和點Y之 間的熱阻值0也可經由類似的計算得到： Θ = Θ\ Θ2/{Θ\+Θ2) 點X及點Υ間之熱阻值0必小於熱阻值0 1，泛2，由以 上說明可知，可藉由並聯額外之熱傳材料來降低熱阻值。 【實施例一】 接著請參照第3圖，其所繪示乃依據本發明實施例一 所提供之散熱模組之俯視圖。如圖所示，散熱模組包括了 風扇3 1 0以及兩個散熱器3 2 1，3 2 2，並且係以導熱管3 4 0將 散熱器321，322連接起來，以熱導管340做為散熱模組之 導熱結構。散熱器3 2 1之底面形成接觸面（未繪示），用 以與中央處理器1 0 1 (或是其他種類之晶片）接觸並且進 行熱交換；風扇3 1 0配置於筆記型電腦内，與傳統風扇不 同之處在於具有兩個出風口 ，散熱器3 2 1，3 2 2則分別配置 於風扇310之兩個出風口處，並與導熱管340耦接。散熱器 321，322上配置有許多鰭片330，可使空氣通過，並且藉 著鰭片330與通過空氣進行熱交換，將熱量散去。 當筆記型電腦運作時，中央處理器101因為運算而產 生高熱，產生的熱量藉由接觸面傳至散熱器321及高導熱 係數之材質製成之導熱管340，而導熱管340同時將熱量傳 遞至散熱器3 2 2處。沿著出風方向Α排出的空氣，將通過散 熱器3 2 1並且藉著鰭片3 3 0與空氣進行熱交換，將鰭片3 3 0 的熱量散去；同樣的，沿著出風方向B排出的空氣，將通

515939 五、發明說明（5) 過散熱器322並且藉著鰭片330與空氣進行熱交換，將熱量 散去。 由以上說明可知，空氣流經散熱器3 2 1時會與鰭片3 3 0 進行一次熱交換，而空氣流經散熱器3 2 2時會與鰭片3 3 0進 行另一次熱交換，可藉由增加熱交換的次數來增加散熱效 率；由於風扇310之出風口增加，使其散熱模組之風量、 風壓以及熱交換面積也隨之增加，因之散熱模組之熱阻值 也因而降低，大大的提升了散熱模組的散熱效能，也較傳 統做法能更有效利用空間以及避免噪音和散熱邊界效應。 【實施例二】 接著請參照第4圖，其所繪示乃依據本發明實施例二 所提供之散熱模組之俯視圖。如圖所示，散熱模組包括了 風扇4 1 0以及三個散熱器4 2 1，4 2 2，4 2 3，並且係以導熱管 440將散熱器421，422，423連接起來，以熱導管440做為 散熱模組之導熱結構。散熱器4 2 1之底面形成接觸面（未 繪示），用以與中央處理器1 0 1 (或是其他種類之晶片） 接觸並且進行熱交換；風扇4 1 0配置於筆記型電腦内，與 傳統風扇不同之處在於具有三個出風口，散熱器4 2 1， 4 2 2，4 2 3則分別配置於風扇4 1 0之三個出風口處，並與導 熱管440耦接。散熱器421，422，423上配置有許多鰭片 430，可使空氣通過，並且藉著鰭片43 0與通過空氣進行熱 交換，將多餘的熱量散去。 當筆記型電腦運作時，中央處理器101因為運算而產 生高熱，產生的熱量藉由接觸面帶至散熱器421及高導熱

515939 明 說 明 發數至 h係遞 管 導 熱 而 向 方 風 出 ο著 44沿 管 ο 熱處 導23 之4 成2 製42 質器 材熱 之散 量 熱 將 時 氣 空 的 出 bf 、的 散G將 愚3 ， I 4 通片氣 向 方 風 出 著 it% 3八口 4 、、/ 片， 鰭的 著樣 藉同 且 ； 並去 1散 2 , .量 熱 器 熱 將 換 交 熱 行 進 氣 空 與 器 熱 散 過 通 片 鰭 著 藉 且 並 的進 出氣 排空 C與 器 熱 散 進 經 流 氣 。空 去， 散知 量可 熱明 的說 將上 ，以 換由 交 熱 片 鰭 與 會 時 而交 ，熱 換次 交兩 熱另 次行 一進 行0 進 率 效 熱 43(散 片加 鰭增 風 於 由 與來模 會數熱 時次散 23的其 4換使 2交， 42熱加 器加增 熱增口 散由風 經藉出 流可之 氣，ο τ—I 空換 之，界 組能邊 模效熱 数⑼数ί散 散散和 之的音 因組噪 ，模免 加熱避 增散及 之了以 隨升間 也提空 積的用 面大利 熱大效 散，有 及低更 以降能 壓而法 風因做 量也統 風值傳 之阻較 組熱也 組 模 熱 散 的 腦 電 型 記 筆 之 露 揭 所 例 施 實 述 1上 果明 效發 。明本 應發 效丨 散 及 以 壓 風 量 風 之 風 加 增 可 tt 設 之 D :風 點出 優加 列增 下1 有 具 積 面 熱 率 效 之 熱 散 高 。提 值幅 阻大 熱， 之換 組交 模熱 熱的 散次 低多 降由 可藉 間 計 空 設 的 的 限。度 有率密 中效片 腦熱鰭 電散或 型升度 記提長 筆下片 用提鰭 辛前加 的的增 效積於 有體對 更多相 4太5 加 增 不 量 盡 在 較 明 發 本

515939 五、發明說明（7) 不易產生噪音以及散熱的邊界效應。 綜上所述，雖然本發明已以一個較佳實施例揭露如 上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不 脫離本發明的精神和範圍内，當可做各種之更動與潤飾， 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。

第10頁 515939 圖式簡單說明 【圖示之簡單說明】 第1 A圖繪示乃傳統筆記型電腦中散熱模組之設計。 第1B圖繪示乃第1A圖之俯視圖。 第2圖繪示乃兩點間熱傳導之示意圖。 第3圖繪示乃依據本發明實施例一所提供之散熱模組 之俯視圖。 第4圖繪示乃依據本發明實施例二所提供之散熱模組 之 俯 視圖 〇 [ 圖 不標 號說明】 100 主 機 板 101 中 央 處理器 110 風 扇 120 散 敎 器 121 接 觸 面 130 鰭 片 2 0 1，2 0 2 :熱傳材料 3 1 0 :風扇 321，32 2 :散熱器 3 3 0 :鰭片 34 0 :熱導管 4 1 0 ··風扇 421 ， 422 ， 423 :散熱器 43 0 :鰭片 44 0 :熱導管

515939 圖式簡單說明 I :進風方向 〇 :出風方向 A，B，C :出風方向 画画Hi 第12頁

Claims (1)

1. 515939 六、申請專利範圍 1. 一種筆記型電腦的散熱模組，用以降低該筆記型電 腦内一晶片之表面溫度，該散熱模組包括： 一風扇，配置於該筆記型電腦内並包括有一第一出風 口以及一第二出風口 ，該第一出風口以及該第二出風口係 用以將該風扇吸入之空氣排出； 一第一散熱器，配置於該第一出風口處，該第一散熱 器之底部係用以與該晶片接觸並進行熱交換； 一第二散熱器，配置於該第二出風口處；以及 一導熱結構，與該第一散熱器以及該第二散熱器並聯 耦接，係用以將熱由該第一散熱器處傳遞至該第二散熱器 處。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該導 熱結構係以導熱係數高之材料製成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該導 熱結構係一導熱管（h e a t p i p e )。 4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該些 散熱器配置有複數個鰭片（f i η )。 5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該晶 片係中央處理器（CPU )。 6. —種散熱模組，用以降低一電腦内一晶片之表面溫 度，該散熱模組包括： 一風扇，配置於該電腦内並包括有一第一出風口以及 一第二出風口 ，該第一出風口以及該第二出風口係用以將 該風扇吸入之空氣棑出；

   第13頁 515939 熱 散- 第 該 處 口 風 出- 第 該 於 置 配 器 熱 散 圍一 成第 專一 請 申 六 及 以 換處 交口 熱風 行出 進二 並第 觸該 接於 片置 晶配 該， 與器 以熱 用散 係二 部第 底一 之 器 聯器 並熱 器 熱二 散第 二該 第至 該遞 及傳 以處 器器 熱熱 散散 二 第第 亥亥 =0 古口 與由 ，熱 構將 結以 熱用 導係 接 耜 處 導 該 中 其 組 模 熱 散 之 述 所 項 6 第 圍 範 利 專 請 申 如 材丨 之第 高圍 數範 係利 熱專 導請 以申 係如 構8· 結 熱 成 製 料 模 熱 散 之 述 所 項 組 模 熱 散 之 述 所 項 6 第 圍 ο 範 管利 熱專 導請 一申 係如 構9 結 熱 其 其 導 該 中 些 該 中 晶 該 中 其 組 模 熱 散 之 述 所 項 0 6 第 片 圍 鰭 •々巳 個Μ 數Η。 複 器 有¾理 由 置 處 配>央 器0中 11 熱 係 散 片 模 熱 散 之 述 所 項 6 第 圍 範 0 利腦 專電 請型 申記 如筆 11係 腦 電 該 中 其

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