嵌入式離心冷卻裝置的製作方法

2023-06-28 10:45:26 1

專利名稱：嵌入式離心冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型與一種高效能薄型冷卻裝置有關，特別是有關一種嵌入式離心冷卻裝置。
一般而言，冷卻裝置是置於一需要散熱的裝置的表面上以散逸其所產生的熱量。
一種現有的冷卻裝置10如

圖1(a)所示，具有一軸流風扇50以及一散熱器60。其中，所述軸流風扇50是由一輪轂53以及數個扇葉55所組成。所述軸流風扇50是固定於所述散熱器60的上表面上，而所述散熱器60的下表面貼附於一需要散熱的裝置(未圖示，例如一中央處理器)上。並且所述輪轂53是位於所述需散熱的裝置的中央區域上，而扇葉55是位於環繞所述中央區域的外圍的外圍區域上。所述現有冷卻裝置的缺點至少包括(1)冷卻效果不佳(不均勻)(2)流場不順暢(3)體積過大，其理由詳述於下。
如圖1(b)所示是現有的冷卻裝置10的剖面及其對應的溫度分布曲線，所述需散熱的裝置的溫度分布曲線的峰值主要是出現在所述需散熱的裝置的中央區域，然後朝外圍區域逐漸遞減。然而，對於現有的冷卻裝置10而言，其對中央區域的冷卻效果卻是最差的，而外圍區域的冷卻效果較好，因為所述中央區域是位於所述輪轂53之下，而所述輪轂53對於設置冷卻氣流以帶走熱氣是毫無助益的，所以其對中央區域的冷卻效果不佳是可以理解的。
另外，由於現有的冷卻裝置10所配置的風扇為軸流風扇50，所以此軸流風扇50由外部引入的冷卻氣流(如圖中箭頭所示)必先正面撞擊需散熱的裝置(例如其上表面)後才被迫轉向至散熱器60的側邊流出。這樣，所述冷卻氣流的流場很不順暢，並且其流速會受到阻礙及遲滯。
仍請參閱圖1(a)，現有的冷卻裝置10的另一缺點是體積過大。因為所述軸流風扇50是固定於所述散熱器60的表面上，所以現有的冷卻裝置10的厚度是為所述軸流風扇50的厚度加上所述散熱器60的厚度。
請參閱圖1(c)，美國專利第5661638號揭示另一種現有的冷卻裝置20。所述冷卻裝置20具有一軸流式風扇50以及一散熱器60。所述軸流風扇50是由一輪轂53以及數個扇葉55所組成，且所述散熱器60具有數條螺旋狀的導熱鰭片65環繞於所述軸流風扇50。所述軸流式風扇50是鑲嵌於所述散熱器60中。然而，所述冷卻裝置20的缺點除(1)冷卻效果不佳(不均勻)(2)及流場不順暢外，還包括(3)氣密性不佳。其中，冷卻效果不佳(不均勻)與流場不順暢的理由與上述圖1(a)所示的冷卻裝置10的相同，均是由軸流式風扇所導致的，因此不再贅述。
仍請參閱圖1(c)，所述冷卻裝置20氣密性不佳的原因是因為所述冷卻裝置20中的冷卻氣流在未達導熱鰭片的最末端前即已被排出，所以所述散熱器的導熱鰭片絕大部份並無受到冷卻氣流的吹拂而形同虛設。
再一種現有的冷卻裝置30如圖1(d)所示，它具有一散熱器50以及一離心式風扇60。所述離心式風扇60是貼附於所述散熱器50的側邊以減少所述冷卻裝置30的厚度，然而此種構型卻也增加了現有冷卻裝置30所佔的投影面積。並且由於散熱器50各處與離心式風扇60的距離均不同，所以越遠離所述離心式風扇60的處的冷卻效果將會越差，並且與離心式風扇60最遠處的散熱器50可能無法受到冷卻氣流的吹拂。
本實用新型的目的是提供一種體積小、氣流暢通因而具有理想的散熱效果的冷卻裝置。
為實現上述目的，本實用新型提供一種嵌入式離心冷卻裝置，它置於一需散熱的裝置的表面上以散逸其所產生的熱量，它包括一散熱器、一鼓風扇或一離心式風扇以及一上蓋；所述散熱器具有數個導熱鰭片及由所述導熱鰭片所限定的一凹槽；所述離心式風扇設置於所述凹槽中而嵌入於所述散熱器；所述凹槽的形狀是配合所述離心式風扇的形狀，以使所述離心式風扇嵌入於所述散熱器中後所述離心式風扇由其中央延伸至其外緣的區域下方中均分布有導熱鰭片。
所述散熱器初步將需散熱的裝置主要集中於中央區域的熱量導引至一較大的散熱面積，再藉助離心式風扇的吹拂而將散熱器的熱量傳導至背景環境中。由於所述離心式風扇的中央區域也具有導熱鰭片，所以主要集中於欲散熱裝置的中央區域的熱量也可有效地散逸。
此外，本實用新型的嵌入式離心冷卻裝置還包括一上蓋，所述上蓋是作為一氣密裝置以保持所述嵌入式離心冷卻裝置的氣密。這樣，所述離心式風扇所產生的冷卻氣流可基本吹拂過整段的導熱鰭片後才由所述導熱鰭片末端排出，而不會如現有技術那樣有部份的導熱鰭片無法受到冷卻氣流的吹拂。
本實用新型的溫度分布曲線較現有技術的平坦，即不論是需散熱的裝置的中央區域或周圍區域均可獲得良好的冷卻；並且本實用新型的冷卻裝置可較現有技術的薄。
為更清楚理解本實用新型的目的、特點和優點，下面將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明。
圖1(a)是一現有的冷卻裝置的分解立體圖；圖1(b)是圖1(a)的冷卻裝置的剖面與對應的溫度分布曲線圖；圖1(c)是另一現有的冷卻裝置的立體圖；圖1(d)是再一現有的冷卻裝置的立體圖；圖2(a)是本實用新型一較佳實施例的嵌入式離心冷卻裝置的分解示意圖；圖2(b)是本實用新型一較佳實施例的的散熱器的俯視圖，圖中示出凹槽結構；圖3是本實用新型一較佳實施例的的剖面圖以及對於需散熱的裝置的溫度分布的影響的溫度分布曲線圖。
本實用新型的嵌入式離心冷卻裝置是置於一需散熱的裝置(未顯示，例如一中央處理器)的表面上以散逸其所產生的熱量。
如圖2(a)所示，本實用新型的嵌入式離心冷卻裝置包括一散熱器100、一鼓風扇或是一離心式風扇200以及一上蓋300。其中，所述散熱器100具有數個導熱鰭片110及由所述導熱鰭片110所限定的一凹槽120(如圖2(b)所示)；所述離心式風扇200是設置於所述凹槽中而嵌入於所述散熱器100。值得注意的是所述凹槽120的形狀是配合所述離心式風扇200的形狀，使得所述離心式風扇200嵌入於所述散熱器100中後所述離心式風扇200由其中央延伸至其外緣的區域下方中均分布有導熱鰭片110。上述導熱鰭片110是由鋁、鋁合金、銅或銅合金所組成的族群中所選出的材質製成。
仍請參閱圖2(a)，所述散熱器100初步將需散熱的裝置主要集中於中央區域的熱量導引至一較大的散熱面積，再藉助離心式風扇200的吹拂將散熱器100的熱量傳導至背景環境中。值得注意的是，由於所述離心式風扇200的中央區域也具有導熱鰭片110，所以主要集中於欲散熱裝置的中央區域的熱量也可有效地散逸。
此外，本實用新型的嵌入式離心冷卻裝置還包括一上蓋300，所述上蓋300是作為一氣密裝置以保持所述嵌入式離心冷卻裝置的氣密。這樣，所述離心式風扇200所產生的冷卻氣流可基本吹拂過整段的導熱鰭片110後才由所述導熱鰭片110的末端排出，而不會如現有技術那樣有部份的導熱鰭片無法受到冷卻氣流的吹拂。
圖3是顯示本實用新型的剖面圖以及對於需散熱的裝置的溫度分布的影響的溫度分布曲線圖。根據上述說明可知所述溫度分布曲線現有技術的平坦，也即不論是需散熱的裝置的中央區域或周圍區域均可獲得良好的冷卻。此外，本實用新型的冷卻裝置比現有技術的薄。
值得注意的是，雖然本實用新型的離心式風扇200具有輪轂，但是本實用新型的輪轂並不會影響所述離心式風扇200對它散熱效果，因為離心式風扇200的特性在於其氣流是由中心沿徑向向外緣吹拂，所以輪轂下方與散熱器上方間的區域亦形成有冷卻氣流；本實用新型的離心式風扇200也可選擇不具有輪轂，或是將輪轂所佔的面積減至最小，由於其實現的方式已為本技術領域的人員所熟知，因此不予贅述。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用以限定本實用新型，凡其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或等效替換，均應包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種嵌入式離心冷卻裝置，其特徵在於，它至少包括一散熱器，它具有一凹槽；及一離心式風扇，它設置於所述凹槽中。
2.如權利要求1所述的散熱器，其特徵在於，所述散熱器還具有數個導熱鰭片，所述導熱鰭片限定出所述凹槽。
3.如權利要求2的散熱器，其特徵在於，所述凹槽這樣形成以使所述離心式風扇的中央延伸至所述離心式風扇的外緣的區域下方中均分布有所述導熱鰭片。
4.如權利要求1的散熱器，其特徵在於，還包括一上蓋，設置於所述離心式風扇及所述散熱器之上。
5.如權利要求4的散熱器，其特徵在於，所述上蓋為一氣密裝置(air seal)以保持氣密。
6.如權利要求1的散熱器，其特徵在於，所述凹槽配合所述離心式風扇的形狀。
7.如權利要求1的散熱器，其特徵在於，所述導熱鰭片是由鋁、鋁合金、銅或銅合金所組成的族群中所選出的材質製成。
8.一種嵌入式離心冷卻裝置，其特徵在於，它至少包括一散熱器，具有數個導熱鰭片(cooling fin)及，所述導熱鰭片限定出一凹槽；及一離心式風扇，設置於所述凹槽中而嵌入於所述散熱器中。
9.如權利要求8的散熱器，其特徵在於，它還包括一上蓋，設置於所述離心式風扇及所述散熱器之上。
10.一種嵌入式離心冷卻裝置，其特徵在於，它至少包括一散熱器，具有數個導熱鰭片(cooling fin)，所述導熱鰭片限定出一凹槽；一離心式風扇，設置於所述凹槽中而嵌入於所述散熱器；及一上蓋，設置於所述離心式風扇及所述散熱器之上。
11.如權利要求10的散熱器，其特徵在於，所述的凹槽這樣形成以使所述離心式風扇的中央延伸至所述離心式風扇的外緣的區域中均分布有所述導熱鰭片。
12.如權利要求10的散熱器，其特徵在於，所述導熱鰭片是由鋁、鋁合金、銅或銅合金所組成的族群中所選出的材質製成。
專利摘要一種嵌入式離心冷卻裝置,至少包括一散熱器及一離心式風扇;所述散熱器具有數個導熱鰭片及一凹槽,所述離心式風扇系設置於所述凹槽中而嵌入於所述散熱器。它還可包括一上蓋以保持氣密。本實用新型的溫度分布曲線較現有技術的更為平坦,即可使無論在散熱裝置的中央區域或周圍區域均可獲得良好的冷卻,並且本實用新型的冷卻裝置比現有技術的更薄。
文檔編號H01L23/467GK2479645SQ01208970
公開日2002年2月27日 申請日期2001年3月29日 優先權日2001年3月29日
發明者黃文喜, 林國正, 林祖亮, 雷宗璵 申請人:臺達電子工業股份有限公司