TWI451832B - 散熱模組及其固定方法 - Google Patents

Description

散熱模組及其固定方法

本發明涉及一種散熱模組及其固定方法，特別是一種用於對電子產品散熱的散熱模組及其固定方法。

目前全球掀起了筆記本薄型化及平板電腦的熱潮，這些薄型系統在空間受限的情況下，使得散熱模組無法使用傳統的彈簧螺絲組來鎖固，目前一般會採用彈片組以取代彈簧螺絲組。現有的固定散熱模組的彈片組常需借助一板件來實現散熱模組的熱管與彈片的固定配合。彈片通過鉚接、扣接等方式固定於板件上，或者直接與板件一體成型。板件與熱管焊接，並通過彈片所產生的彈力與發熱元件接觸。然而，現有的此種彈片與板件的固定結構由於需要進行鉚接或扣接，導致組裝過程較為繁瑣；並且，板件的使用也會導致材料的增加，從而造成製造成本的上升。而彈片與板件一體成型的結構則由於製造工藝的限制導致所需的材料面積較大，從而也影響到製造成本的控制。此外，由於彈片需要鉚合在板件或壓鑄件上，沒有板件就無法固定彈片在散熱模組上，故難以避免成本高昂的問題。

因此，有必要提供一種製造成本較低的散熱模組及其固定方法。

一種散熱模組，用於對安裝在電路板上的電子元件散熱，其包括 一熱管及一彈片結構，該彈片結構包括一直接焊接於熱管上的抵壓部及一固定至電路板的固定部，該彈片結構的抵壓部對該熱管施力使其與電子元件熱接觸。

一種散熱模組的固定方法，其步驟包括：提供一熱管及一彈片結構，該彈片結構包括一抵壓部及與一抵壓部連接的固定部；將該彈片結構的抵壓部焊接於該熱管上；將該彈片結構的固定部固定在一電路板上，使抵壓部帶動熱管與電路板上的一電子元件熱接觸。

由於該散熱模組的彈片結構直接焊接在熱管上，因此無需借助板體來實現彈片與熱管之間的配合固定。由此，可省去傳統的鉚合或扣接工序，從而節省工時並降低成本。

100、100a、100b、100c、100d‧‧‧散熱模組

10、10a、10b、10c、10d‧‧‧熱管

20、20a、20b、20c、20d‧‧‧彈片結構

21、21a、21b、21c、21d‧‧‧第一彈片

22、22a、22b、22c、22d‧‧‧第二彈片

212、212a、212d、222、222a、222d‧‧‧第一固定部

214、214a、214d、224、224a、224d‧‧‧第二固定部

216、216a、216d、226、226a、226d‧‧‧抵壓部

30、30a、30b、30c、30d‧‧‧螺絲

40‧‧‧散熱膏

50c、50d‧‧‧板件

51d‧‧‧凹槽

200‧‧‧電路板

240‧‧‧電子元件

圖1示出了本發明第一實施例的散熱模組的立體圖。

圖2示出了圖1第一實施例的散熱模組的部分分解圖。

圖3示出了本發明第二實施例的散熱模組的立體圖。

圖4示出了圖3第二實施例的散熱模組的部分分解圖。

圖5示出了本發明第三實施例的散熱模組的立體圖。

圖6示出了圖5第三實施例的散熱模組的部分分解圖。

圖7示出了本發明第四實施例的散熱模組的立體圖。

圖8示出了圖7第四實施例的散熱模組的部分分解圖。

圖9示出了發明本第五實施例的散熱模組的立體圖。

圖10示出了圖9第五實施例的散熱模組的部分分解圖。

請同時參閱圖1-2，示出了本發明第一實施例的散熱模組100的立體圖及部分分解圖。該散熱模組100包括一熱管10、一彈片結構20及四個螺絲30。該彈片結構20用以將熱管10固定於電路板200上，並將熱管10的蒸發端貼設於電路板200上的電子元件240表面。為使得該熱管10與該電子元件240更充分地貼合，其貼合面還可塗有一層散熱膏40。該熱管10呈長扁狀並由左到右延伸，其具有一與電子元件240接觸的下表面以及一與該下表面相對的上表面。散熱膏40位於熱管10的下表面。該彈片結構20由左右分佈的第一彈片21和第二彈片22組成。第一彈片21整體呈一開口向左的“U型”，其由第一固定部212、第二固定部214以及一連接該第一固定部212以及該第二固定部214的抵壓部216三部分組成。該抵壓部216包含一沿前後方向延伸的水平板，其長度等於或略大於該熱管10的寬度，該抵壓部216還包含前後兩端向下延伸的垂直板，分別用以連接第一固定部212和第二固定部214。抵壓部216前端的垂直板向水平方向延伸出第一固定部212。該第一固定部212先向前延伸後再垂直向左延伸，並在其最左端延伸出一向下階梯狀的彎折，該向下階梯狀的彎折設有螺絲30。抵壓部216後端的垂直板向水平方向延伸出第二固定部214。該第二固定部214自抵壓部216後端的垂直板向左延伸，並在其最左端延伸出一向下階梯狀的彎折，該向下階梯狀的彎折設有螺絲30。抵壓部216的水平板位於比第一固定部212和第二固定部214略高的水平面上，而且該高度為抵壓部216的垂直板的高度，並等於或略大於熱管10的厚度。第二彈片22具有與第一彈片21對稱相同的形狀 與結構，其由第一固定部222、第二固定部224以及向上突起並連接該第一固定部222與該第二固定部224的抵壓部226組成，整體呈一開口向右的“U型”。第二彈片22的最右端同樣設有兩個螺絲30。組裝時，第一彈片21與第二彈片22位於熱管10的上方並橫跨熱管10的前後兩側。該第一彈片21與該第二彈片22對準並在左右方向上隔開一段距離，即第一彈片21的抵壓部216與第二彈片22的抵壓部226對齊並隔開一段距離，該段距離的長短由電路板200上的電子元件240的大小決定。抵壓部216、226抵壓熱管10的上表面以及對應的前後側，其水平段以錫膏焊接或是接著膠(例如Dow Corning SE4450高導熱加熱固化接著膠、EPORITE 2095高黏度電子級接著膠)貼合固定在熱管10的上表面上。位於彈片結構20的左右兩端的四個螺絲30鎖在電路板200上時，熱管10被固定在電路板200上，並且熱管10的對應於第一彈片21和第二彈片22隔開的空位的下表面貼合在電子元件240上，該熱管10的下表面與電子元件240之間塗有一層散熱膏40。借由四個螺絲30將彈片結構20固定在電路板200上，該彈片結構20給熱管10施一向下壓力使其與電子元件240緊密接觸。當電子元件240運作時，其產生的熱量可借由固定在其上方的熱管10的蒸發端傳輸到冷凝端散去。

請同時參閱圖3-4，示出了本發明第二實施例的散熱模組100a的立體圖及部分分解圖。該散熱模組100a與第一實施例中的散熱模組100相似，均由一熱管10a，一彈片結構20a，四個螺絲30a組成。該彈片結構20a用以將熱管10a固定於電路板200上，並將熱管10a的蒸發端貼設於電路板200上的電子元件240表面。為使得該熱管10a與該電子元件240更充分地貼合，其貼合面塗有一層散熱 膏40。該熱管10a呈長扁狀由左到右延伸，其具有一與電子元件240接觸的下表面以及一與該下表面相對的上表面。散熱膏40位於熱管10a的下表面。該彈片結構20a由前後分佈的第一彈片21a和第二彈片22a組成。該第一彈片21a包含位於左端的第一固定部212a、位於右端的第二固定部222a以及位於後端並連接該第一固定部212a與該第二固定部214a的抵壓部216a。該抵壓部216a包含一沿與熱管10a的延伸方向的相同方向延伸的水平板，其寬度等於或略小於二分之一該熱管10a的寬度，該抵壓部216a前端靠近其左端和右端處還包含向下延伸的垂直板，分別用以連接第一固定部212a和第二固定部214a。該抵壓部216a靠近其左端的位置處的垂直板向水平方向延伸出第一固定部212a。該第一固定部212a先向前延伸再向左延伸，並在其最左端處延伸出一向下階梯狀的彎折，該向下階梯狀的彎折設有螺絲30a。該抵壓部216a靠近其右端的位置處的垂直板向水平方向延伸出第二固定部214a。該第二固定部214a先向前延伸再向右延伸，並在其最右端處延伸出一向下階梯狀的彎折，該向下階梯狀的彎折設有螺絲30a。第二彈片22a具有與第一彈片21a對稱相似的形狀與結構，其由第一固定部222a、第二固定部224a以及向上突起並連接該第一固定部222a與該第二固定部224a的抵壓部226a組成。第二彈片22a的第一固定部222a和第二固定部224a只包含向左和向右延伸的部分，不包含向後延伸的部分。第二彈片22a的第一固定部222a和第二固定部224a的最左端和最右端同樣包含設有螺絲30a的向下階梯狀。與第一實施例中的結合方式一樣，該彈片結構20a的兩個抵壓部216a和226a對齊並分別以錫膏焊接或者接著膠貼合固定在熱管10a的上表面。位於彈片結構20a左右兩端的四個螺絲30a鎖在電 路板200上時，熱管10a被固定在電路板200上，並由熱管10a對應抵壓部216a、226a的下表面貼合電子元件240，該熱管10a的下表面與電子元件240之間還具有一層散熱膏40。同樣地，借由四個螺絲30a將彈片結構20a固定在電路板200上，該彈片結構20a給熱管10a施一向下壓力使其與電子元件240緊密接觸。

請同時參閱圖5-6，示出了本發明第三實施例的散熱模組100b的立體圖及部分分解圖。該散熱模組100b與第一實施例中的散熱模組100相似，均由一熱管10b，一彈片結構20b，四個螺絲30b組成。該彈片結構20b用以將熱管10b的蒸發端固定於電路板200上，並將熱管10b的蒸發端貼設於電路板200上的電子元件240表面。為使得該熱管10b與該電子元件240更充分地貼合，其貼合面塗有一層散熱膏40。該熱管10b呈長扁狀由左到右延伸，其具有一與電子元件240接觸的下表面以及一與該下表面相對的上表面。散熱膏40位於熱管10b的下表面。該彈片結構20b由左右分佈的第一彈片21b和第二彈片22b組成。第一彈片21b呈一開口向左的“U型”，其包括與熱管10b的延伸方向平行的前後兩部分以及橫跨熱管10b的垂直部分，該前後兩部分的最左端分別設有螺絲30b。第二彈片22b呈一開口向右的“U型”，其包括與熱管10b的延伸方向平行的前後兩部分以及橫跨熱管10b的垂直部分，該前後兩部分的最右端分別設有螺絲30b。該第一彈片21b及第二彈片22b均為平坦的片狀結構，未在豎直方向上有任何彎折。組合時，彈片結構20b位於熱管10b的下方，該第一彈片21b與該第二彈片22b對準並在左右方向上隔開一段距離，其橫跨熱管10b的兩個垂直部分通過焊接或接著膠貼合固定在熱管10b的下表面。也即是說，熱管10b與彈片結構20b接觸以及與電子元件240接觸為同一表面 。位於彈片結構20b的左右兩端的四個螺絲30b鎖在電路板200上時，熱管10b被固定在電路板200上，並且由熱管10b的對應第一彈片21b和第二彈片22b隔開的下表面貼合在電子元件240上，該熱管10b的下表面與電子元件240之間塗有一層散熱膏40。與前兩個實施例不同，本實施例中的彈片結構20b是與熱管10b的下表面接觸，故該彈片結構20b給熱管10b施一向下拉力使其與電子元件240緊密接觸。

請同時參閱圖7-8，示出了本發明第四實施例的散熱模組100c的立體圖及部分分解圖。該散熱模組100c第一實施例中的散熱模組100基本相同，均包括一熱管10c，一彈片結構20c，四個螺絲30c。不同之處在於，本實施中的散熱模組100c還包含一金屬材質的板件50c。該彈片結構20c具有與第一實施例中的散熱模組100的彈片結構20相同的形狀結構，並且該彈片結構20c與該熱管10c的固定方式與第一實施例中的彈片結構20與該熱管10的固定方式相同。該板體50c焊接在該熱管10c下表面對應與電子元件240接觸的位置處，再通過散熱膏40與電子元件240接觸。借由四個螺絲30c將彈片結構20c固定在電路板200上，該彈片結構20c給熱管10施一向下壓力使其抵壓該板體50c與電子元件240緊密接觸。

請同時參閱圖9-10，示出了本發明第五實施例的散熱模組100d的立體圖及部分分解圖。該散熱模組100d包括一熱管10d，一彈片結構20d，四個螺絲30c以及一板體50d。該熱管10d的蒸發端呈一圓柱形由左向右延伸。該彈片結構20d由左右分佈的第一彈片21d和第二彈片22d組成。該第一彈片21d橫跨熱管10d的前後兩端設置，其中部位置靠近熱管10d位置處向上凸伸出一與熱管10d的橫 截面相匹配的圓拱形抵壓部216d。第二彈片22d具有與第一彈片21d相同的結構，均在其中部位置靠近熱管10d的位置處向上凸伸出一相同形狀的抵壓部226d。第一彈片21d和第二彈片22d的前後兩端分別設有螺絲30。板體50d整體呈一矩形平板狀，由於熱管10d的蒸發端為圓柱形，為使板體50d與熱管10d有更好的接觸，板體50d上還包含一對應於熱管10d的凹槽51d。組合時，該板體50d焊接於熱管10d的下端，該第一彈片21d和該第二彈片22d在左右方向上隔開一段與板體50d的左右長度對應的距離，並將其抵壓部216d、226d焊接或者通過接著膠貼合固定在熱管10d上。位於彈片結構20d的前後兩端的四個螺絲30d鎖在電路板200上時，熱管10d抵壓板體50d貼合在電子元件240上。為使該板體50d與電子元件240更充分地貼合，其接觸面上還可塗有一層導熱膏40。借由四個螺絲30d將彈片結構20d固定在電路板200上，該彈片結構20d給熱管10d施一向下壓力使板體50d與電子元件240緊密接觸。

上述五個實施例中的彈片結構20、20a、20b、20c、20d均具有抵壓部216、216a、216d、226、226a、226d，均是以焊接或者接著膠貼合固定的方式固定在熱管10、10a、10b、10c、10d上。本發明中的五個實施例中的彈片結構20、20a、20b、20c、20d以及第四、第五實施例中的板件50c、50d均由抗拉/降伏程度與不銹鋼相似的金屬合金(如鈸銅、銅鎳矽或鈦銅)製作而成，解決了傳統的不銹鋼材質與銅(或鋁)材上的拒焊問題。又由於第四、第五實施例中的彈片結構20c、20d以及板件50c、50d是獨立城型的，解決了製造彈片結構20c、20d和板體50c、50d時因金屬材料面積較大而產生的材料和成本問題。由於散熱模組100、100a、 100b、100c、100d在安裝於電路板200前已將其彈片結構20、20a、20b、20c、20d通過回焊爐烘烤固定於其熱管10、10a、10b、10c、10d上，組裝只需螺合螺絲30、30a、30b、30c、30d與電路板200上，又或者採用直接焊接等其他固定方式，可省去傳統的鉚合或扣接的工序，也避免了因板件50c、50d太薄而在鉚合過程中可能產生的變形問題。並且第一至三實施例中由於省去了板體而將彈片結構20、20a、20b直接固定至熱管10、10a、10b上，因此可節省成本。可以理解地，各實施例中的散熱模組100、100a、100b、100c、100d可以包含多於一根的熱管10、10a、10b、10c、10d，該多根熱管10、10a、10b、10c、10d可相互緊挨著並列排布或相間由多個抵壓部216、216a、216d、226、226a、226d分別固定。在第一、第三、第四、第五實施例中，該彈片結構20、20b、20c、20d也可只包含第一彈片21、21b、21c、21d。

100‧‧‧散熱模組

10‧‧‧熱管

20‧‧‧彈片結構

21‧‧‧第一彈片

22‧‧‧第二彈片

30‧‧‧螺絲

40‧‧‧散熱膏

200‧‧‧電路板

240‧‧‧電子元件

Claims (10)

1. 一種散熱模組，用於對安裝在電路板上的電子元件散熱，其包括一熱管及一彈片結構，其改良在於：該熱管為長條狀，具有與電子元件接觸的第一表面、與該第一表面相對的第二表面及連接第一表面和第二表面的兩相對的側面，該彈片結構包括一抵壓部及兩固定至電路板的固定部，抵壓部包括一直接焊接於熱管上的水平板及自水平板的端部向下延伸的垂直板，水平板固定在熱管的第二表面而垂直板貼靠於熱管的側面，固定部自垂直板的下端水平延伸而出，該彈片結構的抵壓部對該熱管施力使其與電子元件熱接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，其中：該彈片結構包括第一固定部和第二固定部，該第一固定部固定於熱管的一側，該第二固定部固定於熱管的另一側。
3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，其中：該彈片結構包括第一固定部和第二固定部，該第一固定部和該第二固定部固定於熱管的同一側。
4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，其中：該散熱模組還包括一設置於熱管與電子元件之間的板體，該板體焊接在熱管上。
5. 如申請專利範圍第4項所述的散熱模組，其中：該熱管的蒸發端呈一圓柱形延伸。
6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱模組，其中：該板體包含一對應於熱管外形的凹槽。
7. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，其中：固定部的末端延伸出一向下階梯狀的彎折，該向下階梯狀的彎折設有螺絲，該固定部通過該螺絲固定於電路板上。
8. 一種散熱模組的固定方法，其步驟包括：提供一熱管及一彈片結構，該彈片結構包括一抵壓部及與一抵壓部連接的兩固定部；該熱管為長條狀，具有與電子元件接觸的第一表面、與該第一表面相對的第二表面及連接第一表面和第二表面的兩相對的側面；抵壓部包括一直接焊接於熱管上的水平板及自水平板的端部向下延伸的垂直板，水平板固定在熱管的第二表面而垂直板貼靠於熱管的側面，固定部自垂直板的下端水平延伸而出；將該彈片結構的固定部固定在一電路板上，使抵壓部帶動熱管與電路板上的一電子元件熱接觸。
9. 如申請專利範圍第8項所述的散熱模組的固定方法，其中：提供一板體，將該板體焊接於該熱管與電子元件之間。
10. 如申請專利範圍第8項所述的散熱模組的固定方法，其中：提供若干螺絲鎖緊該彈片結構的固定部和電路板。