CN101266512A - 适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，该装置是与处理器芯片及内存芯片相接触，对该等芯片进行散热，并且包含有一散热基座、一循环帮浦、至少一水冷式热交换器及一散热风扇；该散热基座内填有一冷却液，令冷却液循环流经水冷式热交换器进行散热，其中该循环帮浦与水冷式热交换器是以无管线方式设置在散热基板上，由此避免传统橡胶或塑料管线老化破裂导致水冷液溢出致使芯片或其它电子元件短路烧毁的问题。

Description

适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置

技术领域

本发明有关于一种散热装置，尤指一种适用于电脑介面卡(InterfaceCard)芯片的整合式循环水冷散热装置。

背景技术

随着电脑工业不断发展，电脑介面卡上的中央处理器芯片或是图形处理器芯片等等不断提高运算时脉以及晶体管数量而使得其运算效能日益强大，但随之而来的问题是高晶体管数量及高运算时脉所造成的高耗电功率与高发热功率，因此，众多电脑厂商推出各式各样的散热方案，以期能有效抑制电脑介面卡上芯片的运作温度，保持其能长时间运行而不至于过热失效或是烧毁。

目前市面所见的散热方案不外乎是空冷式散热装置以及水冷式散热装置等，其中空冷式散热装置大多在一与芯片接触的金属散热块上形成有复数鳍片，并且以一散热风扇对鳍片进气进行散热。

至于水冷式散热器则具备有金属散热块，该散热块以管线外接一帮浦及一水冷鳍片组，通过帮浦在散热块与水冷鳍片组之间循环管线内的水流以达到水冷效果，就效能而言，水冷式散热装置的散热效能优于气冷式散热装置，然而水冷式散热装置却有以下缺点：

1.管线多半以弹性塑料或是橡胶制造，虽然方便弯折及配置，然而却容易因高温老化，老化后的管线则会龟裂，造成内部水流溢出，令电脑介面卡或其它电子元件短路而烧毁，更甚者引发火灾。

2.水冷鳍片组与帮浦不论设置在电脑主机机壳内或是外部，均会占用可观空间，此外，水冷鳍片组与帮浦是通过管线与散热块连接而非直接固定在芯片上，因此使用者必须额外费心，以不牢靠的黏设方式将该等元件黏设在电脑机壳内部底板上，或者固定于外部的桌面或地面，安装过程极为麻烦。

3.管线长度可观，除了占据空间外，与电脑机壳内部的介面卡及讯号排线互相排挤干涉，并且严重干扰电脑机壳内的空气对流，导致其机壳内的***风扇，如进气风扇与出气风扇的运作效率下降。

本发明人根据现有芯片散热装置存在各项缺点的因素，改进其不足与缺失，进而创作出一种适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于电脑介面卡(Interface Card)芯片的整合式循环水冷散热装置，该散热装置是将循环帮浦与鳍片组直接固设在散热基座上而省去容易破损的塑料或橡胶管线，由此增加使用安全性。

为达上述目的，本发明的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置包含有：

一散热基座，是用以接触一电脑介面卡上的芯片以进行热传导，散热基座内填充有一冷却液；

一循环帮浦，是以无管线方式固设在散热基座上，与散热基座相连接并相连通，可引导冷却液流动；

至少一水冷式热交换器，固设在该散热基座上，与散热基座相连接并相连通，供水冷液循环流过。

该散热基座内形成有一第一液体容室及一第二液体容室，该第一液体容室具有一第一连接埠及至少一第一通孔，该第二液体容室具有一第二连接埠及至少一第二通孔，且该水冷液填充于第一与第二液体容室之中；

该循环帮浦与散热基座内的第一连接埠及第二连接埠相连接并相连通，可将冷却液由第一液体容室循环导入第二液体容室，或以相反方向引导冷却液流动；

该水冷式热交换器与散热基座的第一通孔及第二通孔相连接并相连通；

该整合式循环水冷散热装置进一步包含一散热风扇，该散热风扇与该水冷式热交换器相连接，可对水冷式热交换器进气或抽气以便达成对水冷式热交换器的散热。

该水冷式热交换器包含有复数散热板及复数鳍片组，该等散热板相叠设，各散热板内分别形成有一水冷通道，该等水冷通道相互连通并与散热基座的第一通孔及第二通孔相连通，各鳍片组分别固设在相邻散热板之间。

该散热基座进一步包含有一背板及一前盖板，该背板以金属制造，用以接触该电脑介面卡上的芯片，该前盖板固设在背板上，该第一液体容室与第二液体容室形成在前盖板与背板之间，该第一连接埠、第二连接埠、第一通孔以及第二通孔贯穿形成在前盖板上。

该循环帮浦包含有一底座、一叶轮、一轮叶盖、及一外罩，该底座固设在散热基座上，在底座上贯穿形成有一与第一连接埠相连接并连通的第一开孔以及一与第二连接埠相连接并连通的第二开孔，该叶轮是以可转动方式设置在底座上，且具有一中心流道，该轮叶盖固设在底座上且遮盖该第二开孔以及叶轮，在轮叶盖上贯穿形成有至少一相对应中心流道的穿孔，该外罩固设在底座上且遮盖该第一开孔以及该轮叶盖，在外罩上贯穿形成有一注入口，该注入口上以可拆卸方式设置有一密封栓。

该水冷式热交换器之中，除了最外部的散热板，其余各散热板上分别前后贯穿形成有一第一穿孔及一第二穿孔，第一穿孔与第二穿孔与水冷通道相连通，各相邻散热板的两第一穿孔相连接且连通，各相邻散热板的两第二穿孔相连接且连通，另外，该最外部散热板上仅贯穿后壁形成有一第一导孔及一第二导孔，该第一导孔与第二导孔与该最外部散热板内的水冷通道相连通，该第一导孔与相邻散热板的第一穿孔相连接且连通，该第二导孔与相邻散热板的第二穿孔相连接且连通。

该各散热板的水冷通道呈连续S形的弯曲状。

该散热基座的第一液体容室的第一通孔数量为二，且分别分布在散热基座两侧，该第二液体容室的第二通孔数量为二，且分别分布在散热基座两侧，该水冷式热交换器的数量为二，分别设置在散热基座的两侧，并且连接相对应的第一通孔与第二通孔。

进一步包含有一导风罩，该导风罩设置且该散热基座上，覆盖该等水冷式热交换器与散热风扇，在导风罩两侧分别形成有一相对应各水冷式热交换器外侧的出气口，导风罩上贯穿形成有一相对应散热风扇的进气口。

该散热基座的背板材料选自铜及铝的其中一种。

该散热基座的背板上形成有一穿槽，在背板背面固设有一封闭该穿槽的主芯片接触板，该主芯片接触板正面上固设有复数穿过穿槽而伸入第二液体容室的芯片鳍片。

该散热基座的背板背面固设有一辅助芯片接触板。

该主芯片接触板与辅助芯片接触板材料选自铜及铝的其中一种。

该各鳍片组包含有至少第一鳍片，在散热基座的前盖板上与相邻散热板之间设置有至少一第二鳍片。

由上述技术手段，散热基座内的冷却液通过散热基座吸收来自电脑介面卡芯片的热量后，经由循环帮浦抽送而依序流经循环帮浦、水冷式热交换器，最后又回流于散热基板而达成一水冷液循环，期间冷却液与水冷式热交换器的鳍片组热交换而降温以达成芯片的散热效果；由于循环帮浦与水冷式热交换器是直接固设在散热基座上而非以橡胶或塑料管线连接，因此可令散热装置的构造更为紧密，体积更为缩小，且可避免因为管线老化龟裂破损而造成水冷液外泄，导致电脑介面卡或主机板等其它电子元件短路烧毁的意外发生。

附图说明

图1：本发明立体外观图。

图2：本发明安装于一电脑介面卡的实施状态图。

图3：本发明与电脑介面卡的立体分解图。

图4：本发明的立体分解图。

图5：本发明散热基座的立体分解图。

图6：本发明散热基座的另一立体分解图。

图7：本发明循环帮浦的立体分解图。

图8：本发明水冷式热交换器的立体分解图。

图9：本发明水冷式热交换器的另一立体分解图。

图10：本发明的侧面视图。

图11：本发明的侧面剖视图。

附图标号：

10散热基座      11背板

110穿槽         111主芯片接触板

1111芯片鳍片    113辅助芯片接触板

15前盖板        16第一液体容室

161第一连接埠   163第一通孔

18第二液体容室  181第二连接埠

183第二通孔     19冷却液

20循环帮浦      21底座

211第一开孔     213第二开孔

22叶轮          23轮叶盖

231穿孔         25外罩

251注入口         252密封栓

30水冷式热交换器  31散热板

31a散热板         32前半壳

32a前半壳         33后半壳

34水冷通道        341第一穿孔

341a第一导孔      343第二穿孔

343a第二导孔      37鳍片组

371第一鳍片       38第二鳍片

40散热风扇        50导风罩

51出气口          53进气口

90电脑介面卡      91处理器芯片

92内存芯片

具体实施方式

请参照图1至图3，本发明适用于电脑介面卡(Interface Card)芯片的整合式循环水冷散热装置可设置在一电脑介面卡90，该电脑介面卡90可为显示卡，且包含有一处理器芯片91及复数个内存芯片92。

请参照图3与图4，整合式循环水冷散热装置是与处理器芯片91及内存芯片92相接触，对该等芯片进行散热，并且包含有：一散热基座10、一循环帮浦20、二水冷式热交换器30、一散热风扇40及一导风罩50。

请参照图5及图6，该散热基座10用以接触该电脑介面卡90上的芯片91、92以进行热传导，且具有一背板11及一前盖板15；该背板11以铜、铝等金属制造，用以接触该芯片91、92，在背板11上形成有一穿槽110，在背板11背面固设有一封闭该穿槽110的主芯片接触板111，该主芯片接触板111用以接触处理器芯片91，以铜或铝制造，且正面上固设有复数穿过穿槽111的芯片鳍片1111；另外背板11背面固设有一以铜或铝制造的辅助芯片接触板113，由此接触该内存芯片92；该前盖板15固设在背板15上，可以散热性好的铜、铝等金属制造，也可以价格低廉的塑料、塑钢等非金属制造。

此外，散热基座10内另形成有一第一液体容室16及一第二液体容室18，该第一液体容室16介于前盖板15与背板11之间且具有一第一连接埠161及二第一通孔163，该第二液体容室18介于前盖板15与背板11之间，容纳主芯片接触板111的芯片鳍片1111，且具有一第二连接埠181及二第二通孔183，其中该第一连接埠161、第二连接埠181、第一通孔163以及第二通孔183是贯穿形成在前盖板15上，此外，第一与第二液体容室16、18内填充有一冷却液19，如图11所示。

请参照图4与图7，该循环帮浦20是以无管线方式固设在散热基座10上，与散热基座10相连接并相连通，与第一连接埠161及第二连接埠181相连接并相连通，可将冷却液由第一液体容室16循环导入第二液体容室18，或者以相反方向引导冷却液流动，该循环帮浦20包含有一底座21、一叶轮(Impeller)22、一轮叶盖23、及一外罩25；该底座21固设在散热基座10上，在底座21上贯穿形成有一与第一连接埠161相连接并连通的第一开孔211以及一与第二连接埠181相连接并连通的第二开孔213；该叶轮22是以可转动方式设置在底座21上，且具有一中心流道；该轮叶盖23固设在底座21上且遮盖该第二开孔213以及叶轮22，在轮叶盖23上贯穿形成有至少一相对应中心流道的穿孔231；该外罩25固设在底座21上且遮盖该第一开孔211以及该轮叶盖231，在外罩25上贯穿形成有一注入口251，该注入口251上以可拆卸方式设置有一密封栓252；当循环帮浦20运转时，叶轮22转动以令第一液体容室16内的冷却液19依序流经第一连接埠161、底座21第一开孔211、轮叶盖23穿孔231、叶轮22中心流道、第二开孔213及第二连接埠181，最后注入第二液体容室18。

请参照图8至图11，该等水冷式热交换器30固设在该散热基座10上，与散热基座10相连接并相连通，且各水冷式热交换器30分别包含有复数散热板31、31a及复数鳍片组37及至少一第二鳍片38；该等散热板31、31a相叠设，各散热板31、31a分别由一前半壳32、32a与后半壳33相结合而组成，此外，各散热板31、31a内分别形成有一介于前半壳32、32a与后半壳33之间且呈连续S形弯曲状的水冷通道34，该等水冷通道34相互连通并与散热基座10的相对应第一通孔163及第二通孔183相连通；各水冷式热交换器中，除了最外部的散热板31a，其余各散热板31上分别前后贯穿形成有一第一穿孔341及一第二穿孔343，第一穿孔341与第二穿孔343与水冷通道34相连通，各相邻散热板31的两第一穿孔341相连接且连通，各相邻散热板31的两第二穿孔343相连接且连通，另外，该最外部散热板31a上仅贯穿后壁形成有一第一导孔341a及一第二导孔343a，该第一导孔341a与第二导孔343a与该最外部散热板31a内的水冷通道34相连通，该第一导孔341a与相邻散热板31的第一穿孔341相连接且连通，该第二导孔343a与相邻散热板31的第二穿孔343相连接且连通；各鳍片组37分别固设在相邻散热板31、31a之间且包含有至少一第一鳍片371；该第二鳍片38设置在散热基座10前盖板15上与相邻的散热板31之间。

该散热风扇40与该等水冷式热交换器30相连接，可对水冷式热交换器30进气或抽气以便达成对水冷式热交换器30散热。

请再参照图2与图4，该导风罩50设置在该散热基座10上，覆盖该等水冷式热交换器30与散热风扇40，在导风罩50两侧分别形成有一相对应各水冷式热交换器30外侧的出气口51，另外，导风罩50上贯穿形成有一相对应散热风扇40的进气口53，当散热风扇40反向运转时，通过进气口53与出气口51的气流方向则相反。

由上述技术手段，散热基座10内第一液体容室16的冷却液19通过散热基座10吸收来自电脑介面卡90芯片91、92的热量后，经由循环帮浦20抽送而依序流经第一连接埠161、循环帮浦20、第二连接埠181、第二液体容室18、第二通孔343、第二导流孔343a、散热板31、31a水冷通道34、第一导流孔341a、第一通孔341，最后又回流于第一液体容室16而达成一水冷液循环，期间冷却液19与鳍片组37热交换而降温以达成芯片91、92的散热效果；由于循环帮浦20与水冷式热交换器30是直接固设在散热基座10上而非以橡胶或塑料管线连接，因此可令散热装置的构造更为紧密，体积更为缩小，避免干扰电脑机壳内部排线等线路，且可避免因为管线老化龟裂破损而造成水冷液外泄，导致电脑介面卡或主机板等其它电子元件短路烧毁的意外发生。

Claims (14)

1. 一种适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于该散热装置包含有：

一散热基座，用以接触一电脑介面卡上的芯片以进行热传导，散热基座内填充有一冷却液；

一循环帮浦，是以无管线方式固设在散热基座上，与散热基座相连接并相连通，引导冷却液流动；

至少一水冷式热交换器，固设在该散热基座上，与散热基座相连接并相连通，供水冷液循环流过。

2. 如权利要求1所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：

该散热基座内形成有一第一液体容室及一第二液体容室，该第一液体容室具有一第一连接埠及至少一第一通孔，该第二液体容室具有一第二连接埠及至少一第二通孔，且该水冷液填充于第一与第二液体容室之中；

该循环帮浦与散热基座内的第一连接埠及第二连接埠相连接并相连通，可将冷却液由第一液体容室循环导入第二液体容室，或以相反方向引导冷却液流动；

该水冷式热交换器与散热基座的第一通孔及第二通孔相连接并相连通；

该整合式循环水冷散热装置进一步包含一散热风扇，该散热风扇与该水冷式热交换器相连接，可对水冷式热交换器进气或抽气以便达成对水冷式热交换器的散热。

3. 如权利要求2所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该水冷式热交换器包含有复数散热板及复数鳍片组，该等散热板相叠设，各散热板内分别形成有一水冷通道，该等水冷通道相互连通并与散热基座的第一通孔及第二通孔相连通，各鳍片组分别固设在相邻散热板之间。

4. 如权利要求3所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该散热基座进一步包含有一背板及一前盖板，该背板以金属制造，用以接触该电脑介面卡上的芯片，该前盖板固设在背板上，该第一液体容室与第二液体容室形成在前盖板与背板之间，该第一连接埠、第二连接埠、第一通孔以及第二通孔贯穿形成在前盖板上。

5. 如权利要求4所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该循环帮浦包含有一底座、一叶轮、一轮叶盖、及一外罩，该底座固设在散热基座上，在底座上贯穿形成有一与第一连接埠相连接并连通的第一开孔以及一与第二连接埠相连接并连通的第二开孔，该叶轮是以可转动方式设置在底座上，且具有一中心流道，该轮叶盖固设在底座上且遮盖该第二开孔以及叶轮，在轮叶盖上贯穿形成有至少一相对应中心流道的穿孔，该外罩固设在底座上且遮盖该第一开孔以及该轮叶盖，在外罩上贯穿形成有一注入口，该注入口上以可拆卸方式设置有一密封栓。

6. 如权利要求5所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该水冷式热交换器之中，除了最外部的散热板，其余各散热板上分别前后贯穿形成有一第一穿孔及一第二穿孔，第一穿孔与第二穿孔与水冷通道相连通，各相邻散热板的两第一穿孔相连接且连通，各相邻散热板的两第二穿孔相连接且连通，另外，该最外部散热板上仅贯穿后壁形成有一第一导孔及一第二导孔，该第一导孔与第二导孔与该最外部散热板内的水冷通道相连通，该第一导孔与相邻散热板的第一穿孔相连接且连通，该第二导孔与相邻散热板的第二穿孔相连接且连通。

7. 如权利要求6所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该各散热板的水冷通道呈连续S形的弯曲状。

8. 如权利要求7所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该散热基座的第一液体容室的第一通孔数量为二，且分别分布在散热基座两侧，该第二液体容室的第二通孔数量为二，且分别分布在散热基座两侧，该水冷式热交换器的数量为二，分别设置在散热基座的两侧，并且连接相对应的第一通孔与第二通孔。

9. 如权利要求8所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：进一步包含有一导风罩，该导风罩设置且该散热基座上，覆盖该等水冷式热交换器与散热风扇，在导风罩两侧分别形成有一相对应各水冷式热交换器外侧的出气口，导风罩上贯穿形成有一相对应散热风扇的进气口。

10. 如权利要求9所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该散热基座的背板材料选自铜及铝的其中一种。

11. 如权利要求10所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该散热基座的背板上形成有一穿槽，在背板背面固设有一封闭该穿槽的主芯片接触板，该主芯片接触板正面上固设有复数穿过穿槽而伸入第二液体容室的芯片鳍片。

12. 如权利要求11所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该散热基座的背板背面固设有一辅助芯片接触板。

13. 如权利要求12所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该主芯片接触板与辅助芯片接触板材料选自铜及铝的其中一种。

14. 如权利要求13所述的适用于电脑介面卡芯片的整合式循环水冷散热装置，其特征在于：该各鳍片组包含有至少第一鳍片，在散热基座的前盖板上与相邻散热板之间设置有至少一第二鳍片。

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