TWI735939B - 液冷式散熱頭結構 - Google Patents

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Abstract

一種液冷式散熱頭結構係包括一基板及一蓋體，該基板一側形成一熱交換面，該熱交換面設置複數散熱鰭片並每兩散熱鰭片間形成一流道，該蓋體具有一第一側對應與該熱交換面相蓋合並共同界定一熱交換腔室以供一冷卻液體流動，並該第一側形成一限制部對應貼覆在該等散熱鰭片上，該限制部具有一導引道連通所述流道及熱交換腔室，一進水口及一出水口分設於該蓋體上，該進水口連通該導引道，該出水口連通該熱交換腔室，透過本創作的結構設計，可達到大幅提升熱交換效率之效果者。

Description

液冷式散熱頭結構
本創作是有關於一種液冷式散熱頭結構，尤指一種可達到大幅增加熱交換效率之液冷式散熱頭結構。
隨著半導體加工技術的進步，半導體晶片的運算速度也較以往倍增，但運算效率提升同時也伴隨產生加倍的熱能。對於現今半導體晶片所產的熱能，傳統的空氣強制冷卻機制已不敷使用，因此如水冷系統之液態冷卻機制勢必是未來的驅勢。
水冷頭為水冷系統中用於接觸發熱源(例如半導體晶片)的元件，其一般的工作方式是與發熱源以熱傳導方式進行熱交換而將發熱源工作中所產生的熱能移除，再藉由冷卻液體(例如水)流入水冷頭內以熱對流的方式與水冷頭之散熱鰭片或散熱柱進行熱交換而將熱能轉移至冷卻液體中，隨著冷卻液體的流出而帶離水冷頭。因此水冷頭內的流道設計與其熱對流的效能息息相關，一般傳統是藉由在水冷頭內設置複數散熱柱或散熱鰭片形成流道供冷卻液體流經散熱柱或散熱鰭片進而行熱交換，由於傳統的水冷頭係直接令冷卻液體由一入水口流入至散熱鰭片的流道內，因冷卻液體在水冷頭內部流動的過程當中，並沒有任何類似限制件或限制結構引導水流的方向，如此一來，會造成冷卻液體在流動時無方向性地亂流，僅於冷卻液體流入口與近入口處之散熱柱或散熱鰭片有局部完全熱交換之外，而對於離入口中段或較遠之散熱柱或散熱鰭片則熱交換率就差或甚至就無，導致該傳統之水冷頭熱交換效率不彰顯。
爰此，為有效解決上述之問題，本創作之主要目的在於提供一種可達到大幅增加熱交換效率之液冷式散熱頭結構。
本創作之次要目的，在於提供一種可使冷卻液體的流向更加順暢之液冷式散熱頭結構。
為達上述目的，本創作係提供一種液冷式散熱頭結構，係包括一基板及一蓋體，該基板一側形成一熱交換面，該熱交換面設置複數散熱鰭片，每兩相鄰的散熱鰭片之間形成一流道，該蓋體具有一第一側及一第二側，該第一側係對應蓋合所述基板之熱交換面並共同界定一熱交換腔室以供一冷卻液體流動，該蓋體之第一側形成一限制部對應貼覆在該等散熱鰭片上，該限制部開設一導引道連通所述流道及熱交換腔室，一進水口及一出水口分設於該蓋體上，該進水口連通該導引道，該出水口連通該熱交換腔室，其中，所述限制部及所述蓋體係為一體成型或為包射成型。
透過本創作此結構的設計，藉由所述限制部與所述蓋體係可為一體成型，或所述限制部係透過一體包射成型的方式於所述蓋體上，進而可令該冷卻液體的流向具有由散熱鰭片之中央進入向兩側排出之作用，藉以達到大幅增加冷卻液體與散熱鰭片之熱交換效率。
2:液冷式散熱頭結構
20:基板
201:熱傳導面
202:熱交換面
203:散熱鰭片
204:流道
21:蓋體
211:第一側
2111:限制部
2112:導引道
2113:熱交換腔室
212:第二側
22:進水口
23:出水口
3:冷卻液體
第1圖係為本創作液冷式散熱頭結構之第一實施例之立體分解圖；第2圖係為本創作液冷式散熱頭結構之第一實施例之立體組合圖；第3圖係為本創作液冷式散熱頭結構之第一實施例之俯視圖；第4圖係為本創作液冷式散熱頭結構之第一實施例之局部立體剖視示意圖。
本創作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圖，係為本創作液冷式散熱頭結構之第一實施例之立體分解圖及立體組合圖，如圖所示，一種液冷式散熱頭結構2，係包括一基板20及一蓋體21，該基板20具有一熱傳導面201及一熱交換面202，該熱傳導面201係與一發熱源(圖中未示)相接觸，該熱交換面202上設置呈間隔排列之複數散熱鰭片203，每兩相鄰的散熱鰭片203之間形成一流道204；所述蓋體21的一頂部及一側部分設一進水口22及一出水口23，並該蓋體21之兩側形成一第一側211及一第二側212，該第一側211對應蓋合所述基板20之熱交換面202，並與所述基板20之間形成一熱交換腔室2113(請一併參照第4圖)，該熱交換腔室2113與該蓋體21側部的出水口23相連通，該熱交換腔室2113供一冷卻液體3流動(請一併參閱第4圖所示)，該蓋體21的第一側211對應該等散熱鰭片203形成一限制部2111，並該限制部2111係對應貼覆在所述散熱鰭片203呈自由端之頂面上，並於該限制部2111上開設一導引道2112與所述蓋體21頂部的進水口22相連通，該導引道2112用以限制所述冷卻液體3僅能由該導引道2112通過並流至所述散熱鰭片203間的每一流道204內，進而達到冷卻液體3順暢的流動方向；該等散熱鰭片203具有兩最外側散熱鰭片，該導引道2112具有一第一端位於該蓋體21的第一側211邊緣及一第二端朝出水口22設置的方向延伸。
續請一併參閱第3、4圖所示，係為本創作冷卻液體3於該液冷式散熱頭結構2內流動之俯視圖及局部立體剖視示意圖，透過本創作之結構設計，其中所述限制部2111及蓋體21係可以為一體成型，或所述限制部2111係透過一體包射成型的方式於所述蓋體21上，該導引道2112的第一端超過其中一最外側散熱鰭片203的一上緣，該第二端對應到另一最外側散熱鰭片203的一上 緣，該進水口22係位於該等複數散熱鰭片203的上方且對應到一部分散熱鰭片203，當該冷卻液體3由該進水口22通過該蓋體21後進入該限制部2111的導引道2112後，接著該冷卻液體3會流入該等散熱鰭片203的流道204內，該冷卻液體3會分別朝該等散熱鰭片203的兩端流出至所述熱交換腔室2113，最後再經由所述出水口23流出以完成該冷卻液體3在該液冷式散熱頭結構2的內部循環，換言之，前述之限制部2111可選擇與該蓋體21為一體成型，或是選擇利用一體包射成型的方式於該蓋體21上，如此一來，可令該冷卻液體的流向具有由散熱鰭片203之中央進入向兩側排出之作用，藉以達到大幅提升冷卻液體3與散熱鰭片203之熱交換效率。
以上所述，本創作相較於習知具有下列優點：1.大幅增加熱交換效率；2.可使冷卻液體的流向更加順暢。
以上已將本創作做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能限定本創作實施之範圍。即凡依本創作申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本創作之專利涵蓋範圍。
201:熱傳導面
202:熱交換面
203:散熱鰭片
204:流道
211:第一側
2111:限制部
2112:導引道
212:第二側
22:進水口
23:出水口

Claims (4)

  1. 一種液冷式散熱頭結構，係包括：一基板，一側形成一熱交換面，該熱交換面設置有複數散熱鰭片，每兩相鄰的散熱鰭片之間形成一流道；及一蓋體，具有一第一側及一第二側，該第一側係對應與所述基板之熱交換面相蓋合並共同界定一熱交換腔室以供一冷卻液體流動，該第一側形成一限制部對應貼覆在該等散熱鰭片上，該限制部具有一導引道連通所述流道及熱交換腔室，一進水口及一出水口分設於該蓋體的一頂部及一側部，該進水口從該蓋體的頂部連通該導引道，該出水口從該蓋體的側部連通該熱交換腔室；其中該複數散熱鰭片具有兩最外側散熱鰭片，該導引道具有一第一端位於該蓋體的第一側邊緣及一第二端朝出水口方向延伸，該第一端超過其中一最外側散熱鰭片的一上緣，該第二端對應到另一最外側散熱鰭片的一上緣，該進水口係位於該複數散熱鰭片的上方且對應到一部分散熱鰭片。
  2. 如請求項1所述之液冷式散熱頭結構，其中所述限制部及蓋體係為一體成型或包射成型。
  3. 如請求項1所述之液冷式散熱頭結構，其中所述基板相對該熱交換面之另一側更形成一熱傳導面，該熱傳導面係與一發熱源相接觸。
  4. 如請求項1所述之液冷式散熱頭結構，其中所述限制部係對應貼覆所述散熱鰭片呈自由端之頂面以令所述冷卻液體經由所述導引道流至所述流道後再流至所述熱交換腔室，再流至所述出水口。
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