TWI711136B - 散熱裝置之熱交換結構 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置之熱交換結構，係包含：一本體、一致冷晶片；所述本體具有至少一第一空間並連接至少一第一孔口及至少一第二孔口，所述第一空間具有一開放側，該第一空間內具有冷卻流體；該致冷晶片具有一冷面及一熱面，所述熱面與該本體之開放側對接，所述冷面與至少一發熱源接觸，發明主要透過以致冷晶片直接取代傳統金屬材質導熱底材直接以主動式冷卻之方式直接對發熱源冷卻，其熱面再由本體內部冷卻流體進行散熱進而達到提升整體散熱效能者。

Description

散熱裝置之熱交換結構

一種散熱裝置之熱交換結構，尤指一種以致冷晶片作為主動式冷卻介面對發發熱源進行冷卻之的散熱裝置之熱交換結構。

傳統對發熱源進行解熱之散熱裝置或散熱模組主要係由單一或複數散熱單元相互組合所構成，該等散熱單元有散熱器、均溫板、熱管等，而其中由銅或鋁材質所製成的均溫板、熱管主要係作為吸熱熱傳導熱之用途使用。

另者，散熱裝置中亦有透過水冷方式對發熱源進行散熱之結構，此種水冷方式主要透過於底部設置銅或鋁熱傳導性質較佳的材質製成之導熱底板，並該導熱底板一側直接接觸發熱源，該導熱底板的另一側設置複數鰭片或鰭柱作為增加散熱面積使用，而具有複數鰭片或鰭柱的這一側與一具有容水腔室的本體對應組設，並由該本體充滿冷卻液體的容水腔室對其散熱達到散熱之效果。

水冷式散熱裝置將冷卻液體透過循環之方式將前述導熱底板所吸附的熱量冷卻並帶走，進而達到散熱的效果，但當發熱源之熱量過高時，而水冷式散熱裝置若無法快速將導熱底板所吸附的熱量消除時，則勢必無法達到散熱之效果，故雖水冷式散熱裝置具有較氣冷式散熱裝置具有較佳之散熱效果，但隨著電子設 備效能日漸提高，勢必內部電子元件所形成之熱量也隨之提高，如何提供一種具有更佳之散熱效能之水冷式模組則為熟悉該項技藝之人士所欲解決之問題。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，發明之主要目的，係提供一種可大幅提升水冷式散熱裝置之熱交換結構。

為達上述之目的，發明係提供一種散熱裝置之熱交換結構，係包含：一本體、一致冷晶片；所述本體具有至少一第一空間並連接至少一第一孔口及至少一第二孔口，所述第一空間具有一開放側；所述致冷晶片具有一冷面及一熱面，所述熱面與該本體之開放側對接，所述冷面與至少一發熱源接觸。

透過發明直接以致冷晶片取代習知水冷式散熱裝置之導熱底板直接對發發熱源進行散熱及解熱，且致冷晶片之冷面係為主動式冷卻其冷卻效率更佳，而熱面再由本體內部之第一空間中之冷卻流體進行冷卻解熱，係可提供更佳的冷卻效能者。

1:散熱裝置之熱交換結構

11:本體

11a:第一部分

11b:第二部分

111:第一空間

111a:第一腔室

111b:第二腔室

111c:第二空間

1111:開放側

112:第一孔口

113:第二孔口

12:致冷晶片

121:冷面

122:熱面

1221:散熱結構

1222:流道

2:冷卻流體

3:發熱源

4:泵浦

5:水箱單元

6:第一管體

7:第二管體

8:第三管體

第1圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第一實施例之本體立體分解圖；第2圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第一實施例之本體組合剖視圖；第3圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第一實施例之狀態示意圖；第4圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第二實施例之組合剖視圖；第5圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第三實施例之立體分解圖；第6圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第三實施例之組合剖視圖； 第7圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第四實施例之立體分解圖；第8圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之第四實施例之組合剖視圖；第9a圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之致冷晶片立體圖；第9b圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之致冷晶片立體圖；第9c圖係為發明散熱裝置之熱交換結構之致冷晶片立體圖。

發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參閱第1、2、3圖，係為發明散熱裝置之熱交換結構之第一實施例之立體分解及組合剖視圖及使用狀態示意圖，如圖所示，發明散熱裝置之熱交換結構1，係包含：一本體11、一致冷晶片12；所述本體11具有至少一第一空間111並連接至少一第一孔口112及至少一第二孔口113，所述第一空間111具有一開放側1111，所述第一空間111具有冷卻流體2。

所述致冷晶片12具有一冷面121及一熱面122，所述熱面122與該本體1之開放側1111對接，所述冷面121與至少一發熱源3接觸，所述熱面122延伸複數散熱結構1221，該等散熱結構1221係由複數鰭片所構成。

本實施例之散熱裝置之本體11係為一水冷頭結構，該本體11係為水冷頭結構之殼體，並該致冷晶片12取代習知導熱的銅底板，並該致冷晶片12封閉該本體11之開放端1111且該致冷晶片12之熱面122對應該第一空間111，當進行散熱工作時，該第一空間111內之冷卻流體2由該第一孔口112進入該第一空間111內，再由 該第二孔口113排出該第一空間111離開該本體11，而該致冷晶片12之冷面121直接對應所述發熱源3直接進行冷卻解熱，而致冷晶片12之熱面122所產生之熱量傳導至該等散熱結構1221後，再由該本體11內部之第一空間111的冷卻流體2進行熱交換冷卻，由於致冷晶片12之冷面121所提供之冷卻效率更優於一般水冷式散熱裝置之冷卻效率，故可大幅提升整體之散熱效率，本實施例主要透過外接一泵浦4及至少一水箱單元5，所述泵浦4透過一第一管體6及一第二管體7分別連接該本體11及該水箱單元5，該水箱單元5透過一第三管體8與該本體11連接，所述泵浦4作為驅動該第一空間111內部冷卻流體2進出該本體11使用，所述水箱單元5則作為冷卻該冷卻流體2所使用。

請參閱第4圖，係為發明散熱裝置之熱交換結構之第二實施例之組合剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例差異在於所述第一空間111具有至少一第一腔室111a及一第二腔室111b，所述第一、二腔室111a、111b上、下對應設置，所述第一、二腔室111a、111b與該第一、二孔口112、113相互連通，所述第一腔室111a內具有一泵浦4，所述第二腔室111a對應該開放側1111，所述致冷晶片12之熱面122對應該第二腔室111b設置並該致冷晶片12封閉該開放側1111。

本實施例之本體11係為一水冷式散熱裝置，該第一腔室111a內係設置有該泵浦4，並由該泵浦4驅動該第一、二腔室111a、111b內之冷卻流體2進入該本體11中對該致冷晶片12之熱面122進行熱交換。

請參閱第5、6圖，係為發明散熱裝置之熱交換結構之第三實施例之立體分解及組合剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構與前述第一實施例相同，故在此將 不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例差異在於所述本體11具有一第一部分11a及一第二部分11b，該第一、二部分11a、11b水平對應連接設置，所述第二部分11b具有一第二空間111c，所述第一部分111a之第一空間111設有一泵浦4，所述致冷晶片12與該第二部分11b之第二空間111c對應接設並封閉該第二空間111c，所述第一孔口112設於該第一部分11a並連接該第一空間111，該第二孔口113設於第二部分11b並連接該第二空間111c，設於該第一空間111之泵浦4主要作為引導該第一、二空間111、111c內之冷卻流體2進行熱交換循環之作用，當對接於該第二部分11b之致冷晶片12的熱面122產生熱量，可透過冷卻流體2進行解熱之工作，而致冷晶片12之冷面121則可提供更低於冷卻流體2的冷卻溫度對該發熱源3進行冷卻解熱，進而達到更佳之散熱效率。

請參閱第7、8圖，係為發明散熱裝置之熱交換結構之第四實施例之立體分解及組合剖視圖，如圖所示，本實施例部分結構與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例差異在於所述熱面122延伸複數散熱結構1221，該等散熱結構1221係由複數鰭片所構成，並該等鰭片間具有至少一流道1222，該等鰭片一端對應設置有一泵浦4，所述泵浦4引導該冷卻流體2向該等鰭片進行熱交換工作，並穿越該等流道1222向該第二孔口113流動離開所述本體11進行冷卻循環。

請參閱第9a、9b、9c圖，係為發明散熱裝置之熱交換結構之致冷晶片立體圖，如圖所示，本實施例主要揭示致冷晶片之熱面122上延伸複數可增加熱交換效率的散熱結構1221，該等散熱結構1221係可為複數鰭柱如第9a圖，或複數鰭片如第 9b圖或為複數鰭柱與鰭片混搭所組成之態樣如第9c圖該等鰭片由該等鰭柱外側向外放射延伸。

發明主要係透過以具有直接冷卻之效果的致冷晶片12作為取代水冷式散熱裝置熱傳導使用的銅質底板，直接對發熱源3進行冷卻解熱，可減少熱傳導此一步驟直接對發熱源3進行冷卻降溫，有效增加水冷式散熱裝置整體之散熱效能並可防止發熱源3積熱之情事發生。

本實施例中針對水冷式散熱裝置中引導冷卻流體之單元說明實施例係以泵浦作為說明，但並不引以為限，亦可為其他可驅動冷卻流體之結構單元。

1:散熱裝置之熱交換結構

11:本體

1111:開放側

112:第一孔口

113:第二孔口

12:致冷晶片

121:冷面

122:熱面

1221:散熱結構

3:發熱源

Claims (4)

1. 一種散熱裝置之熱交換結構，係包含：一本體，具有至少一第一空間並連接至少一第一孔口及至少一第二孔口，所述第一空間具有一開放側，所述第一空間具有冷卻流體；一致冷晶片，具有一冷面及一熱面，所述熱面與該本體之開放側對接，所述冷面與至少一發熱源接觸；複數可增加熱交換效率的散熱結構，於所述熱面上延伸，該等散熱結構係可為複數鰭柱或複數鰭片或為複數鰭柱與鰭片混搭所組成之態樣，該等鰭片由該等鰭柱外側向外放射延伸；一泵浦，所述泵浦透過一第一管體及一第二管體分別連接該本體及一水箱單元，該水箱單元透過一第三管體與該本體連接，所述泵浦作為驅動該第一空間內部冷卻流體進出該本體使用，所述水箱單元則作為冷卻該冷卻流體所使用。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置之熱交換結構，其中所述第一空間具有至少一第一腔室及一第二腔室，所述第一、二腔室上、下對應設置，所述第一、二腔室與該第一、二孔口相互連通，所述第一腔室內具有一泵浦。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置之熱交換結構，其中所述熱面延伸複數散熱結構，該等散熱結構係由複數鰭柱所構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置之熱交換結構，其中所述本體具有一第一部分及一第二部分，該第一、二部分水平連接對應設置， 所述第二部分具有一第二空間，所述第一部分之第一空間設有一泵浦，所述致冷晶片與該第二部分之第二空間對應接設。

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