CN215500211U - 散热装置 - Google Patents

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张正儒
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Abstract

本实用新型提供一种散热装置。散热装置包括均温板单元、热管组、第一鳍片组以及第二鳍片组。热管组设于该均温板单元的外表面上；第一鳍片组设于该均温板单元的外表面上并套设该热管组；第二鳍片组堆叠于该第一鳍片组上并套设该热管组；其中，该第一鳍片组的鳍片排列方向不同于该第二鳍片组的鳍片排列方向。

Description

散热装置
技术领域
本实用新型涉及散热领域，尤其涉及一种具有均温板及鳍片组的散热装置。
背景技术
根据现代化需求，计算机与各种电子装置发展快速且效能不断地提升，但在此过程中，高效能的硬件所带来的散热问题也随之而来。一般而言，计算机与各种电子装置通常会使用散热元件来进行散热，例如使用散热膏或散热片来贴附于欲散热的电子元件上，以将热吸出并逸散。然而，此种散热方式效果有限，因而发展出使用工作流体的相变化来促进热传导的散热元件。
上述的散热元件通过工作流体的相变化及流动方向来达到传输热量的目的，但在面对高功率的处理器所产生的高热时，仍无法有效地将高热耗散，而有着散热效率不佳的问题。
因此，如何提供一种可解决上述问题的散热装置，是目前业界所亟待克服的课题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提升散热效率散热装置。
本实用新型的散热装置包括均温板单元；热管组，其设于该均温板单元的外表面上；第一鳍片组，其设于该均温板单元的外表面上并套设该热管组；以及第二鳍片组，其堆叠于该第一鳍片组上并套设该热管组；其中，该第一鳍片组的鳍片排列方向不同于该第二鳍片组的鳍片排列方向。
如前述的散热装置中，该热管组包括多个第一热管及多个第二热管，该多个第一热管分别设于该均温板单元的相对两端的外表面上，且该多个第二热管设于位在该均温板单元的相对两端之间的外表面上。
如前述的散热装置中，该第一鳍片组具有多个贯通其两侧的孔洞，以分别套设该多个第一热管及该多个第二热管，且各该孔洞的截面积大于各该多个第一热管或各该多个第二热管的管体的截面积。
如前述的散热装置中，该多个第一热管自该外表面延伸的高度高于该多个第二热管自该外表面延伸的高度。
如前述的散热装置中，该第一鳍片组部分套设并部分外露该多个第一热管及该多个第二热管。
如前述的散热装置中，该第二鳍片组还包括第二主鳍片组及堆叠于该第二主鳍片组上的第二副鳍片组，该第二主鳍片组完整套设该多个第二热管中被该第一鳍片组外露的部分，并部分套设及部分外露该多个第一热管，且该第二副鳍片组部分套设或完整套设该多个第一热管中被该第二主鳍片组外露的部分。
如前述的散热装置中，各该多个第一热管或该多个第二热管包括一管体以及位于该管体的相对两端的一封闭端与一开放端，且该均温板单元的外表面上设有供该开放端连接的至少一接头。
如前述的散热装置中，该均温板单元的内部设有一腔室，且该管体的内部设有一管内空间，该管内空间经由该开放端及该接头而与该腔室连通。
如前述的散热装置中，还包括一毛细结构，其位于该管内空间并经由该接头内侧而延伸至该腔室中。
如前述的散热装置中，该毛细结构包括第一区段及第二区段，该第一区段位于该管内空间，该第二区段为自该第一区段的一端所弯折延伸形成，并位于该腔室。
如前述的散热装置中，还包括一工作流体，其填充于该腔室及该管内空间中，以受该毛细结构的导引而于其中流动。
如前述的散热装置中，该开放端为自该管体同时朝该管体的径向与轴向所向外延伸形成，以使该开放端的口径大于该接头的口径，以令该开放端连接于该接头并接触该均温板单元的外表面之后，于该开放端、该接头及该外表面之间围绕形成一锥形空间。
如前述的散热装置中，还包括一焊料接合部，其填充于该锥形空间中，以密封该开放端与该接头的交接处。
如前述的散热装置中，该均温板单元与该热管组为一体成形。
如前述的散热装置中，该第一鳍片组自该均温板单元的外表面延伸的厚度大于或小于该第二鳍片组堆叠于该第一鳍片组上的厚度。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型散热装置中第一鳍片组及第二鳍片组的特殊排列设计，可打乱气流流场分布，增加气流流动的乱度，可提高气流与散热鳍片接触机会，进而提升散热效率，故可有利于运用在高功率的处理器上。
附图说明
图1为本实用新型散热装置的整体示意图。
图2为本实用新型散热装置的一分解示意图。
图3为本实用新型散热装置的另一分解示意图。
图4为本实用新型散热装置中热管组的其中一个与均温板单元的剖面示意图。
附图标记如下：
1:散热装置
10:均温板单元
101:上板
1011:外表面
1012:接头
1013:开口
102:下板
1021,1115:内表面
103:腔室
104:毛细结构
1041:第一区段
1042:第二区段
105:液体通道
11:热管组
111:第一热管
1111:管体
1112:开放端
1113:封闭端
1114:管内空间
112:第二热管
21:第一鳍片组
211,2211,2221:孔洞
22:第二鳍片组
221:第二主鳍片组
222:第二副鳍片组
30:锥形空间
D1,D2:口径
A:边区
B:中间区
S:焊料接合部
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例加以说明本实用新型的实施方式，而熟悉此技术的人士可由本说明书所公开的内容轻易地了解本实用新型的其他优点和功效，也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。
请同时参阅图1、图2及图3，本实用新型的散热装置1包括均温板单元10、热管组11、第一鳍片组21与第二鳍片组22。热管组11设于均温板单元10的外表面1011上，第一鳍片组21设于均温板单元10的外表面1011上并套设热管组11，且部分外露热管组11，而第二鳍片组22堆叠设于第一鳍片组21上并套设热管组11被第一鳍片组21外露的部分，且可部分外露热管组11。于一实施例中，第一鳍片组21与第二鳍片组22的整体外观形状可近似于均温板单元10的外表面1011，而可完整覆盖均温板单元10的外表面1011，但并不以此为限。此外，在本文中所提及的鳍片组指由多个鳍片所间隔排列而成的结构，以下将进一步说明鳍片组以及其与热管组搭配的技术内容。
具体而言，在本实施例中，均温板单元10的外表面1011定义有位于其相对两端的二边区A以及位于其相对两端之间的中间区B，而热管组11可包括多个第一热管111及多个第二热管112，其中，多个第一热管111可分别设于二边区A上，且多个第二热管112可设于中间区B上。多个第一热管111及多个第二热管112彼此间隔排列设置。于一实施例中，各边区A上所设置的第一热管111的数量可为5个，而中间区B上所设置的第二热管112的数量可为7个，但本实用新型并不以此为限，当可根据需求加以改变设置的数量，且第一热管111及第二热管112的排列方式及设置位置也可考虑温度分布的均匀性来加以设计，本实用新型并不限于图1至图3的排列方式及设置位置。
于一实施例中，第一热管111及第二热管112分别自外表面1011朝远离外表面1011(例如垂直于外表面1011)的方向延伸，且第一热管111及第二热管112的延伸方向为彼此平行，但本实用新型并不以此为限。于另一实施例中，第一热管111自外表面1011延伸的高度高于第二热管112自外表面1011延伸的高度，但本实用新型也不以此为限。另外，第一热管111及第二热管112可为热管(heat pipe)类型的散热元件，其径向的横截面可为圆形、椭圆形或多边形，但本实用新型并不以此为限。
在本实施例中，第一鳍片组21具有多个贯通其两侧的孔洞211，以分别套设第一热管111及第二热管112。具体而言，第一鳍片组21的整体高度低于第一热管111及第二热管112的高度，故第一鳍片组21仅能部分套设第一热管111及第二热管112邻近均温板单元10的部分，并部分外露第一热管111及第二热管112远离均温板单元10的部分。于一实施例中，第一鳍片组21的鳍片排列方向垂直于第一热管111及第二热管112自外表面1011所延伸的方向，亦即第一鳍片组21的鳍片垂直设置于均温板单元10的外表面1011上，故孔洞211以多个鳍片之间的排列间隙所构成，使得孔洞211的截面基本呈现方形，但本实用新型并不以此为限。
于一实施例中，第一鳍片组21的孔洞211的截面积大于第一热管111及第二热管112的管体(如第一热管111的管体1111)的截面积，使在孔洞211中的第一热管111及第二热管112的管体不会接触到第一鳍片组21，但本实用新型并不以此为限。
在本实施例中，第二鳍片组22包括第二主鳍片组221及第二副鳍片组222，第二主鳍片组221堆叠于第一鳍片组21上，而第二副鳍片组222堆叠于第二主鳍片组221上。第二主鳍片组221具有多个贯通其两侧的孔洞2211，以分别套设第一热管111及第二热管112。具体而言，第二主鳍片组221与第一鳍片组21的整体高度相当于第二热管112的高度，故第二主鳍片组221可完整套设第二热管112中被第一鳍片组21外露的部分，而使第二热管112未凸出第二主鳍片组221的顶面。但由于第一热管111的高度高于第二热管112，故第二主鳍片组221仅可部分套设第一热管111中被第一鳍片组21外露的部分，且部分外露第一热管111的剩余部分。
第二副鳍片组222还具有多个贯通其两侧的孔洞2221，由于第二热管112被第一鳍片组21外露的部分已被第二主鳍片组221所完整套设，故第二副鳍片组222不需要有对应第二热管112的位置的孔洞，而仅需要有对应第一热管111的位置的孔洞2221。在第二副鳍片组222堆叠于第二主鳍片组221上之后，第二副鳍片组222可部分套设第一热管111中被第二主鳍片组221所外露的部分。于一实施例中，第二副鳍片组222可完整套设第一热管111被第二主鳍片组221外露的部分，而使第一热管111未凸出第二副鳍片组222的顶面，也可部分套设第一热管111被第二主鳍片组221外露的部分，而使第一热管111凸出第二副鳍片组222的顶面，本实用新型并不以此为限。
于一实施例中，第二主鳍片组221与第二副鳍片组222的鳍片排列方向为相同，皆平行于第一热管111及第二热管112自外表面1011所延伸的方向，亦即第二鳍片组22的鳍片水平设置于均温板单元10的外表面1011上，故孔洞2211、2221以贯通第二主鳍片组221与第二副鳍片组222中各鳍片的二表面所形成，且孔洞2211、2221的截面基本呈现圆形或符合第一、二热管111、112的截面形状，但本实用新型并不以此为限。
由上可知，第一鳍片组21的鳍片排列方向不同于第二鳍片组22的鳍片排列方向，但本实用新型并不限制第一、二鳍片组21、22的鳍片排列方向仅能彼此相交为90度，也可根据需求而改变为其他角度，只要二者的鳍片排列方向不同即可。
于一实施例中，第一鳍片组21自均温板单元10的外表面1011延伸的厚度大于或小于第二鳍片组22堆叠于第一鳍片组21上的厚度，进一步而言，第一鳍片组21自均温板单元10的外表面1011延伸的厚度与第二鳍片组22堆叠于第一鳍片组21上的厚度之间的厚度比例，较佳为，7:3或3:7，但本实用新型并不以此为限。
请同时参阅图3及图4，图4为图3中第一热管111与均温板单元10的接合处的局部剖面示意图。以下以单一个第一热管111为例，其余第一热管111与多个第二热管112也为相同结构，于此不再赘述。
如图3所示，第一热管111可包括管体1111以及位于管体1111的相对两端的开放端1112及封闭端1113。如图4所示，均温板单元10的外表面1011上设有至少一接头1012，以供开放端1112连接。具体而言，均温板单元10可包括上板101及下板102，上板101及下板102经组合后可于内部形成一腔室103，上板101的外表面1011上设有接头1012，接头1012具有可连通腔室103的开口1013，且接头1012的数量可对应于第一热管111及第二热管112的数量。管体1111内部设有管内空间1114，且管体1111的开放端1112可连接至接头1012，而使得管内空间1114可经由开放端1112、接头1012的开口1013而与腔室103连通。
在本实施例中，开放端1112为自管体1111同时朝管体111的径向与轴向而向外延伸形成，故开放端1112具体可呈现喇叭状，而使得开放端1112的口径D1可大于接头1012的口径D2。而这样的结构在开放端1112连接于接头1012，且开放端1112接触均温板单元10的外表面1011之后，可于开放端1112、接头1012及外表面1011之间围绕形成一锥形空间30。另外，管体1111的内径则相当于接头1012的口径D2，且接头1012自外表面1011凸出的长度长于开放端1112的长度，故可使开放端1112连接至接头1012之后，接头1012的末端可卡合至管体1111内部，以将第一、二热管111、112固定于均温板单元10的外表面1011上。
于一实施例中，为增强第一、二热管111、112于外表面1011上的稳固程度，以及腔室103与管内空间1114之间的密封程度，可将焊料接合部S填充于锥形空间30中，并可同时将焊料接合部S围绕于开放端1112的外周缘与均温板单元10的外表面1011上，以密封开放端1112与接头1012的交接处。上述实施例中以焊料接合的方式来连接第一、二热管111、112及均温板单元10，但于其他实施例中，均温板单元10与第一、二热管111、112可一体成形，本实用新型并不以此为限。
于一实施例中，第一、二热管111、112与均温板单元10内可再设置一毛细结构104，毛细结构104可位于管体1111的管内空间1114中并经由接头1012内侧的开口1013而延伸至腔室103中。具体而言，毛细结构104可包括第一区段1041及第二区段1042，第一区段1041非固定或固定贴附于管体1111的内表面1115上，并且第一区段1041的一端经由接头1012内侧的开口1013延伸至腔室103中。第一区段1041的一端在延伸至腔室103且接触下板102的内表面1021之后，则弯折延伸形成第二区段1042，第二区段1042可固定贴附于腔室103中的下板102的内表面1021上。于一实施例中，毛细结构104的第一区段1041与第二区段1042互相垂直，但本实用新型不以此为限。
于一实施例中，下板102的内表面1021上可形成多个液体通道105，且毛细结构104的第二区段1042固定贴附于该多个液体通道105上，该多个液体通道105可视为毛细层，用以填充工作流体，例如，液体通道105可为颗粒烧结体、金属网体、沟槽或其组合所形成，其中，颗粒烧结体是指以金属粉末烧结所形成的具有多个毛细孔或相连通孔洞的组织或结构，金属网体是指以金属编织成的具有多个网目的编织网，沟槽则是指使用湿式蚀刻于下板102的内表面1021上而蚀刻出凹陷于下板102的内表面1021的多个柱体，多个柱体彼此之间的间隙可构成相互连通的多个沟槽。毛细结构104则是形成于多个液体通道105上的结构，例如可为纤维(Fiber)或前述金属网体所制成的长条状结构。但本实用新型皆不以此为限。
于一实施例中，均温板单元10的腔室103及第一、二热管111、112的管内空间1114中可填充一工作流体，工作流体可受毛细结构104或上述液体通道105的导引而于其中流动。例如，在腔室103的工作流体可通过毛细结构104的第二区段1042而可适当地均匀分布于腔室103中，或是通过第二区段1042而汇集于一发热源上方。在本实用新型散热装置1接触一发热源后，在液态下的工作流体吸收发热源所产生的热能后气化成气态，气态的工作流体可经由接头1012的开口1013流至第一、二热管111、112的管内空间1114中，此时可分别通过第一鳍片组21及第二鳍片组22来进行散热，以将气态的工作流体冷凝回复成液态，并通过在管内空间1114中的毛细结构104的第一区段1041来回流至腔室103中，再通过毛细结构104的第二区段1042来进行汇集或均匀分布，以便进行下一次散热循环。
综上所述，通过本实用新型散热装置1中第一鳍片组21及第二鳍片组22的特殊排列设计，可打乱气流流场分布，增加气流流动的乱度(turbulent)，可提高气流与散热鳍片接触机会，进而提升散热效率，故可有利于运用在高功率的处理器上。
上述实施例仅为例示性说明本实用新型的技术原理、特点及其功效，并非用以限制本实用新型的可实施范畴，本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神与范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。然任何运用本实用新型所教示内容而完成的等效修饰及改变，均仍应为权利要求书所涵盖。而本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (15)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：
均温板单元；
热管组，其设于该均温板单元的外表面上；
第一鳍片组，其设于该均温板单元的外表面上并套设该热管组；以及
第二鳍片组，其堆叠于该第一鳍片组上并套设该热管组；
其中，该第一鳍片组的鳍片排列方向不同于该第二鳍片组的鳍片排列方向。
2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该热管组包括多个第一热管及多个第二热管，该多个第一热管分别设于该均温板单元的相对两端的外表面上，且该多个第二热管设于位在该均温板单元的相对两端之间的外表面上。
3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，该第一鳍片组具有多个贯通其两侧的孔洞，以分别套设该多个第一热管及该多个第二热管，且各该孔洞的截面积大于各该多个第一热管或各该多个第二热管的管体的截面积。
4.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，该多个第一热管自该外表面延伸的高度高于该多个第二热管自该外表面延伸的高度。
5.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，该第一鳍片组部分套设并部分外露该多个第一热管及该多个第二热管。
6.如权利要求5所述的散热装置，其特征在于，该第二鳍片组还包括第二主鳍片组及堆叠于该第二主鳍片组上的第二副鳍片组，该第二主鳍片组完整套设该多个第二热管中被该第一鳍片组外露的部分，并部分套设及部分外露该多个第一热管，且该第二副鳍片组部分套设或完整套设该多个第一热管中被该第二主鳍片组外露的部分。
7.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，各该多个第一热管或该多个第二热管包括一管体以及位于该管体的相对两端的一封闭端与一开放端，且该均温板单元的外表面上设有供该开放端连接的至少一接头。
8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，该均温板单元的内部设有一腔室，且该管体的内部设有一管内空间，该管内空间经由该开放端及该接头而与该腔室连通。
9.如权利要求8所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括一毛细结构，其位于该管内空间并经由该接头内侧而延伸至该腔室中。
10.如权利要求9所述的散热装置，其特征在于，该毛细结构包括第一区段及第二区段，该第一区段位于该管内空间，该第二区段为自该第一区段的一端所弯折延伸形成，并位于该腔室。
11.如权利要求9所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括一工作流体，其填充于该腔室及该管内空间中，以受该毛细结构的导引而于其中流动。
12.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，该开放端为自该管体同时朝该管体的径向与轴向所向外延伸形成，以使该开放端的口径大于该接头的口径，以令该开放端连接于该接头并接触该均温板单元的外表面之后，于该开放端、该接头及该外表面之间围绕形成一锥形空间。
13.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括一焊料接合部，其填充于该锥形空间中，以密封该开放端与该接头的交接处。
14.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该均温板单元与该热管组为一体成形。
15.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该第一鳍片组自该均温板单元的外表面延伸的厚度大于或小于该第二鳍片组堆叠于该第一鳍片组上的厚度。
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