TWI576558B - 散熱結構 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種散熱結構,且特別是有關於一種適用於電子裝置的散熱結構。
近年來隨著科技的突飛猛進,使得電子裝置(如電腦)之運作速度不斷地提高,並且電子裝置內部之發熱元件所發出之熱量亦不斷地攀升。為了預防電子裝置過熱而導致暫時性或永久性的失效,對於電子裝置內部的發熱元件進行散熱將變得非常重要。此外,發熱元件產生的熱能可能會傳遞至電子裝置的外殼而導致外殼溫度過高,因此一些電子裝置的外殼亦需進行散熱。
目前常見的散熱方式是將導熱片設置於發熱元件上以將發熱元件產生的熱能帶走,或是將導熱片設置於電子裝置之外殼的內表面以降低外殼的溫度。上述導熱片一般是位於發熱元件與外殼之間,若發熱元件產生的熱能在導熱片中的傳遞速度過快,則熱能在尚未均勻擴散至導熱片各部分之前就會迅速地被傳遞至外殼,如此則無法有效避免外殼的溫度過高而造成使用者不適。
本發明提供一種散熱結構,可避免電子裝置之外殼的溫度過高。
本發明的適用於降低一電子裝置之一外殼的溫度的散熱結構包括一第一導熱片、一第二導熱片及一網狀導熱層。網狀導熱層設置於第一導熱片與第二導熱片之間。網狀導熱層包括多個第一導熱介質及多個第二導熱介質。這些第一導熱介質與這些第二導熱介質交錯排列,且各第一導熱介質的導熱係數(thermal conductivity)小於各第二導熱介質的導熱係數。
在本發明的一實施例中,上述的網狀導熱層具有多個第一開孔,這些第一導熱介質為這些第一開孔中的空氣以在網狀導熱層內形成多個空氣柱,這些第二導熱介質構成網狀導熱層之這些第一開孔以外的實體部分。
本發明的適用於降低一電子裝置之一外殼的溫度的散熱結構包括一第一導熱片、一第二導熱片及一網狀導熱層。網狀導熱層膠合於第一導熱片與第二導熱片之間。網狀導熱層具有多個第一開孔以在網狀導熱層內形成多個第一空氣柱。
在本發明的一實施例中,上述的各第一開孔的形狀為圓形、橢圓形、矩形、梯形或三角形。
在本發明的一實施例中,上述的電子裝置更具有一發熱元件且散熱結構配置於發熱元件與外殼之間。
在本發明的一實施例中,上述的第二導熱片位於發熱元
件與第一導熱片之間,第二導熱片的厚度大於第一導熱片的厚度。
在本發明的一實施例中,上述的散熱結構更包括一膠層,其中膠層膠合於第一導熱片與外殼之間,第二導熱片朝向發熱元件且膠層具有多個第二開孔以在膠層內形成多個第二空氣柱。
在本發明的一實施例中,上述的膠層包括多個第三導熱介質及多個第四導熱介質,這些第三導熱介質與這些第四導熱介質交錯排列,且各第三導熱介質的導熱係數小於各第四導熱介質的導熱係數。
在本發明的一實施例中,上述的膠層具有多個第二開孔,這些第三導熱介質為這些第二開孔中的空氣以在膠層內形成多個空氣柱,這些第四導熱介質構成膠層之這些第二開孔以外的實體部分。
在本發明的一實施例中,當外殼為金屬材質或是外殼與膠層的接觸處具有一導電層時,膠層為一導電膠。
在本發明的一實施例中,上述的散熱結構更包括一導熱膠材,其中導熱膠材膠合於第二導熱片與發熱元件之間,第一導熱片朝向外殼,第一導熱片與外殼之間具有間距。
在本發明的一實施例中,上述的散熱結構更包括一絕緣層,其中發熱元件配置於一電路板上,第二導熱片的一表面朝向電路板,絕緣層配置於第二導熱片的表面。
在本發明的一實施例中,上述的第一導熱片及第二導熱
片的材質為金屬或陶瓷且第一導熱片與第二導熱片相互平行。
在本發明的一實施例中,上述的網狀導熱層為一膠層。
在本發明的一實施例中,上述的膠層為貼布式的膠層。
基於上述,本發明的第一導熱片與第二導熱片之間的網狀導熱層包含了第一導熱介質及第二導熱介質,其中第一導熱介質(例如為網狀導熱層之多個開口中的空氣)的導熱係數小於第二導熱介質(例如為網狀導熱層之多個開口以外的實體部分)的導熱係數。由於網狀導熱層中存在導熱係數較低之第一導熱介質,因此可降低熱能從第二導熱片透過網狀導熱層被傳遞至第一導熱片的速度,如此可避免熱能在尚未均勻擴散至第二導熱片各部分之前就迅速地被傳遞至第一導熱片,以確保鄰近第一導熱片的電子裝置之外殼不致過熱而造成使用者不適。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
50、60‧‧‧電子裝置
52、62‧‧‧外殼
54、64‧‧‧發熱元件
56、66‧‧‧電路板
64a‧‧‧電子元件
100、200‧‧‧散熱結構
110、210‧‧‧第一導熱片
120、220‧‧‧第二導熱片
130、130’、230‧‧‧網狀導熱層
130a、130a’、230a‧‧‧第一開孔
132、132’、232‧‧‧第一導熱介質
134、134’、234‧‧‧第二導熱介質
140、140’‧‧‧膠層
140a、140a’‧‧‧第二開孔
142、142’‧‧‧第三導熱介質
144、144’‧‧‧第四導熱介質
220a‧‧‧表面
250‧‧‧導熱膠材
260‧‧‧絕緣層
T1、T1’、T2、T2’‧‧‧厚度
圖1是本發明一實施例的散熱結構應用於電子裝置的剖視圖。
圖2是圖1的網狀導熱層的俯視圖。
圖3是圖1的膠層的俯視圖。
圖4是本發明另一實施例的網狀導熱層的俯視圖。
圖5是本發明另一實施例的膠層的俯視圖。
圖6是本發明另一實施例的散熱結構應用於電子裝置的剖視圖。
圖7是圖6的網狀導熱層的俯視圖。
圖1是本發明一實施例的散熱結構應用於電子裝置的剖視圖。圖2是圖1的網狀導熱層的俯視圖。請參考圖1及圖2,本實施例的散熱結構100適用於一電子裝置50,電子裝置50例如為筆記型電腦(notebook computer)或其它類型的電子裝置且包括一外殼52及一發熱元件54,發熱元件54例如為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)或其它種類的電子元件且配置於電子裝置50的電路板56上。散熱結構100配置於發熱元件54與外殼52之間。
散熱結構100包括一第一導熱片110、一第二導熱片120及一網狀導熱層130。第一導熱片110及第二導熱片120的材質例如為金屬、陶瓷或其它適當之導熱材料,本發明不對此加以限制。第一導熱片110與第二導熱片120相互平行。網狀導熱層130例如為一膠層。網狀導熱層130膠合於第一導熱片110與第二導熱片120之間且包括多個第一導熱介質132及多個第二導熱介質134。第一導熱片110朝向外殼52,第二導熱片120朝向發熱元件52,且第二導熱片120與發熱元件54之間具有間距。這些第一導
熱介質132與這些第二導熱134介質交錯排列,且各第一導熱介質132的導熱係數小於各第二導熱介質134的導熱係數。詳細而言,本實施例的網狀導熱層130具有多個第一開孔130a,這些第一導熱介質132為填充於這些第一開孔130a中的空氣以在網狀導熱層130內形成多個空氣柱,而這些第二導熱介質134構成網狀導熱層130之這些第一開孔130a以外的實體部分。
在上述配置方式之下,由於網狀導熱層130中存在導熱係數較低之第一導熱介質132,因此可降低熱能從第二導熱片120透過網狀導熱層130被傳遞至第一導熱片110的速度,如此可避免熱能在尚未均勻擴散至第二導熱片120各部分之前就迅速地被傳遞至第一導熱片110,以確保鄰近第一導熱片110的電子裝置50之外殼52不致過熱而造成使用者不適。
如圖2所示,本實施例之網狀導熱層130的各第一開孔130a的形狀為矩形。然本發明不以此為限,在其它實施例中,各第一開孔130a可為圓形、橢圓形、矩形、梯形、三角形或其它形狀。
請參考圖1,本實施例的第二導熱片120位於發熱元件54與第一導熱片110之間,且第二導熱片120的厚度T2大於第一導熱片110的厚度T1。由於第二導熱片120具有較大的厚度T2,因此當發熱元件54產生的熱能傳遞至第二導熱片120時,所述熱能可在第二導熱片120中充分地擴散後才傳遞至第一導熱片110,以進一步減緩所述熱能傳遞至電子裝置50之外殼52的速度。
圖3是圖1的膠層的俯視圖。請參考圖1及圖3,本實施例的散熱結構100更包括一膠層140。膠層140例如為貼布式的膠層。膠層140膠合於第一導熱片110與外殼52之間且包括多個第三導熱介質142及多個第四導熱介質144。這些第三導熱介質142與這些第四導熱介質144交錯排列,且各第三導熱介質142的導熱係數小於各第四導熱介質144的導熱係數。詳細而言,本實施例的膠層140具有多個第二開孔140a,這些第三導熱介質142為填充於這些第二開孔140a中的空氣以在膠層140內形成多個空氣柱,而這些第四導熱介質144構成膠層140之這些第二開孔140a以外的實體部分。類似於網狀導熱層130之上述作用方式,由於膠層140中存在導熱係數較低之第三導熱介質142,因此可降低熱能從第一導熱片110透過膠層140被傳遞至外殼52的速度,如此可避免熱能在尚未均勻擴散至第一導熱片110各部分之前就迅速地被傳遞至外殼52,以確保外殼52不致過熱而造成使用者不適。隨著產品設計之不同,當電子裝置之外殼為金屬材質或是具有導電層之殼體且具有接地之功能時,膠層則為一導電膠且第四導熱介質具有導電的功能,以避免使用不導電之膠層接觸具有接地功能之外殼時,膠層與外殼接觸處將形成雜訊干擾點而影響天線的訊號。
如圖3所示,本實施例之膠層140的各第二開孔140a的形狀為矩形。然本發明不以此為限,在其它實施例中,各第二開孔140a可為圓形、橢圓形、矩形、梯形、三角形或其它形狀。
在上述實施例中,第一導熱介質132及第三導熱介質142皆為空氣,然本發明不以此為限。以下藉由圖式對此加以舉例說明。圖4是本發明另一實施例的網狀導熱層的俯視圖。圖5是本發明另一實施例的膠層的俯視圖。在圖4所示的網狀導熱層130’中,各第一開孔130a’內的第一導熱介質132’非為空氣而是導熱係數較低(低於第二導熱介質134’之導熱係數)的實體材料。類似地,在圖5所示的膠層140’中,各第二開孔140a’內的第三導熱介質142’非為空氣而是導熱係數較低(低於第四導熱介質144’之導熱係數)的實體材料。
圖6是本發明另一實施例的散熱結構應用於電子裝置的剖視圖。圖7是圖6的網狀導熱層的俯視圖。請參考圖6及圖7,本實施例的散熱結構200適用於一電子裝置60,電子裝置60例如為筆記型電腦(notebook computer)或其它類型的電子裝置且包括一外殼62及一發熱元件64,發熱元件64例如為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)或其它種類的電子元件且配置於電子裝置60的電路板66上。散熱結構200配置於發熱元件64與外殼62之間。
散熱結構200包括一第一導熱片210、一第二導熱片220及一網狀導熱層230。第一導熱片210及第二導熱片220的材質例如為金屬、陶瓷或其它適當之導熱材料,本發明不對此加以限制。第一導熱片210與第二導熱片220相互平行,網狀導熱層230膠合於第一導熱片210與第二導熱片220之間且包括多個第一導熱
介質232及多個第二導熱介質234。第一導熱片210朝向外殼62,第二導熱片220朝向發熱元件52,且第一導熱片210與外殼62之間具有間距。這些第一導熱介質232與這些第二導熱234介質交錯排列,且各第一導熱介質232的導熱係數小於各第二導熱介質234的導熱係數。詳細而言,本實施例的網狀導熱層230具有多個第一開孔230a,這些第一導熱介質232為填充於這些第一開孔230a中的空氣,而這些第二導熱介質234構成網狀導熱層230之這些第一開孔230a以外的實體部分。
在上述配置方式之下,由於網狀導熱層230中存在導熱係數較低之第一導熱介質232,因此可降低熱能從第二導熱片220透過網狀導熱層230被傳遞至第一導熱片210的速度,如此可避免熱能在尚未均勻擴散至第二導熱片220各部分之前就迅速地被傳遞至第一導熱片210,以確保鄰近第一導熱片210的電子裝置60之外殼62不致過熱而造成使用者不適。
如圖7所示,本實施例之網狀導熱層230的各第一開孔230a的形狀為矩形。然本發明不以此為限,在其它實施例中,各第一開孔230a可為圓形、橢圓形、矩形、梯形、三角形或其它形狀。
請參考圖6,本實施例的第二導熱片220位於發熱元件64與第一導熱片210之間,且第二導熱片220的厚度T2’大於第一導熱片210的厚度T1’。由於第二導熱片220具有較大的厚度T2’,因此當發熱元件64產生的熱能傳遞至第二導熱片220時,
所述熱能可在第二導熱片220中充分地擴散後才傳遞至第一導熱片210,以進一步減緩所述熱能傳遞至電子裝置60之外殼62的速度。
在上述實施例中,第一導熱介質232為空氣,然本發明不以此為限。在其它實施例中,網狀導熱層230之各第一開孔230a內的第一導熱介質232可非為空氣而是導熱係數較低的實體材料。
請參考圖6,本實施例的散熱結構200更包括一導熱膠材(thermal glue)250。導熱膠材250膠合於第二導熱片220與發熱元件64之間,以使發熱元件64產生的熱能透過導熱膠材250而快速地被傳遞至第二導熱片220。此外,散熱結構200更包括一絕緣層260,第二導熱片220的表面220a朝向電路板64,且絕緣層260配置於第二導熱片220的表面220a,以避免電路板64上的電子元件64a非預期地導通於第二導熱片220。
綜上所述,本發明的第一導熱片與第二導熱片之間的網狀導熱層包含了第一導熱介質及第二導熱介質,其中第一導熱介質(例如為網狀導熱層之多個開口中的空氣)的導熱係數小於第二導熱介質(例如為網狀導熱層之多個開口以外的實體部分)的導熱係數。由於網狀導熱層中存在導熱係數較低之第一導熱介質,因此可降低熱能從第二導熱片透過網狀導熱層被傳遞至第一導熱片的速度,如此可避免熱能在尚未均勻擴散至第二導熱片各部分之前就迅速地被傳遞至第一導熱片,以確保鄰近第一導熱片的電子裝置之外殼不致過熱而造成使用者不適。此外,可將鄰近發熱元
件之第二導熱片設計為具有較大的厚度,以使來自發熱元件之熱能在第二導熱片中充分地擴散後才傳遞至第一導熱片,以進一步減緩所述熱能傳遞至電子裝置之外殼的速度。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
50‧‧‧電子裝置
52‧‧‧外殼
54‧‧‧發熱元件
56‧‧‧電路板
100‧‧‧散熱結構
110‧‧‧第一導熱片
120‧‧‧第二導熱片
130‧‧‧網狀導熱層
130a‧‧‧第一開孔
132‧‧‧第一導熱介質
134‧‧‧第二導熱介質
140‧‧‧膠層
140a‧‧‧第二開孔
142‧‧‧第三導熱介質
144‧‧‧第四導熱介質
T1、T2‧‧‧厚度
Claims (19)
- 一種適用於降低一電子裝置之一外殼的溫度的散熱結構,包括:一第一導熱片;一第二導熱片;以及一網狀導熱層,為位於該第一導熱片與該第二導熱片之間的一膠層,其中該網狀導熱層包括多個第一導熱介質及多個第二導熱介質,該些第一導熱介質與該些第二導熱介質交錯排列,且各該第一導熱介質的導熱係數小於各該第二導熱介質的導熱係數,其中該第一導熱片及該第二導熱片的導熱係數大於該網狀導熱層的導熱係數,且該第二導熱片鄰近該電子裝置的一發熱元件。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱結構,其中該網狀導熱層具有多個第一開孔,該些第一導熱介質為該些第一開孔中的空氣以在該網狀導熱層內形成多個空氣柱,該些第二導熱介質構成該網狀導熱層之該些第一開孔以外的實體部分。
- 如申請專利範圍第2項所述的散熱結構,其中各該第一開孔的形狀為圓形、橢圓形、矩形、梯形或三角形。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱結構,其中該散熱結構配置於該發熱元件與該外殼之間。
- 如申請專利範圍第4項所述的散熱結構,其中該第二導熱片位於該發熱元件與該第一導熱片之間,該第二導熱片的厚度大於該第一導熱片的厚度。
- 如申請專利範圍第4項所述的散熱結構,更包括一膠層,其中該膠層膠合於該第一導熱片與該外殼之間,該第二導熱片朝向該發熱元件,該第二導熱片與該發熱元件之間具有間距。
- 如申請專利範圍第6項所述的散熱結構,其中該膠層包括多個第三導熱介質及多個第四導熱介質,該些第三導熱介質與該些第四導熱介質交錯排列,且各該第三導熱介質的導熱係數小於各該第四導熱介質的導熱係數。
- 如申請專利範圍第7項所述的散熱結構,其中該膠層具有多個第二開孔,該些第三導熱介質為該些第二開孔中的空氣以在該膠層內形成多個空氣柱,該些第四導熱介質構成該膠層之該些第二開孔以外的實體部分。
- 如申請專利範圍第6項所述的散熱結構,其中當該外殼為金屬材質或是該外殼與該膠層的接觸處具有一導電層時,該膠層為一導電膠。
- 如申請專利範圍第4項所述的散熱結構,更包括一導熱膠材,其中該導熱膠材膠合於該第二導熱片與該發熱元件之間,該第一導熱片朝向該外殼,該第一導熱片與該外殼之間具有間距。
- 如申請專利範圍第4項所述的散熱結構,更包括一絕緣層,其中該發熱元件配置於一電路板上,該第二導熱片的一表面朝向該電路板,該絕緣層配置於該第二導熱片的該表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱結構,其中該第一導熱片及該第二導熱片的材質為金屬或陶瓷且該第一導熱片與該第 二導熱片相互平行。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱結構,其中該膠層為貼布式的膠層。
- 一種適用於降低一電子裝置之一外殼的溫度的散熱結構,包括:一第一導熱片;一第二導熱片;以及一網狀導熱層,為膠合於該第一導熱片與該第二導熱片之間的一膠層,其中該網狀導熱層具有多個第一開孔以在該網狀導熱層內形成多個第一空氣柱,其中該第一導熱片及該第二導熱片的導熱係數大於該網狀導熱層的導熱係數,且該第二導熱片鄰近該電子裝置的一發熱元件。
- 如申請專利範圍第14項所述的散熱結構,其中各該第一開孔的形狀為圓形、橢圓形、矩形、梯形或三角形。
- 如申請專利範圍第14項所述的散熱結構,其中該電子裝置更具有一發熱元件且該散熱結構配置於該發熱元件與該外殼之間。
- 如申請專利範圍第16項所述的散熱結構,其中該第二導熱片位於該發熱元件與該第一導熱片之間,該第二導熱片的厚度大於該第一導熱片的厚度。
- 如申請專利範圍第16項所述的散熱結構,更包括一膠層且該膠層膠合於該第一導熱片與該外殼之間,其中該第二導熱片 朝向該發熱元件且該膠層具有多個第二開孔以在該膠層內形成多個第二空氣柱。
- 如申請專利範圍第16項所述的散熱結構,更包括一導熱膠材,其中該導熱膠材膠合於該第二導熱片與該發熱元件之間,該第一導熱片朝向該外殼,該第一導熱片與該外殼之間具有間距。
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