微處理器散熱系統的製作方法
2023-04-29 00:46:41 2
微處理器散熱系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一微處理器散熱系統，包括一電路板、一風扇、一微處理器，以及一高熱傳散熱器，該高熱傳散熱器具有一迎風面、一背風面、一第一側邊、以及一第二側邊，利用流體力學及空氣動力學之概念，將高熱傳散熱器迎風面設計成不同幾何形狀以降低流阻，在背風面形成凹陷，降低熱交換路徑長度，改善熱交換效率，使流體相對容易進入散熱鰭片中進行熱交換，提升流進高熱傳散熱器內部之流體總量，因而達成降低CPU溫度之功效。
【專利說明】微處理器散熱系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微處理器散熱系統，在微處理器之上貼合金屬散熱器，輔以風扇 產生氣流流經散熱器，帶走微處理器所產生之高熱。
【背景技術】
[0002] 由於科技日新月異，中央處理器（CPU)的時脈速度明顯增快，使得整體晶片會消 耗更多電力，產生更多熱耗，利用散熱器來增加散熱面積是最常見的方式，當散熱設計困難 度越來越高，所需要花費模具成本也越來越多，雖然新製程與設計技術不斷提升，然而散熱 器在有限空間的限制下，散熱器設計者經常面臨到設計瓶頸與極限的情況，儘管如此，散熱 片仍是經濟可靠的散熱方式，因此如何提升散熱片的效率成為很重要的課題。
[0003] 傳統型散熱器通常用有一底座以及向上延伸多個固定間隔的金屬平板，此金屬平 板通常稱之為散熱鰭片，當氣流流經表面時會進行熱交換，熱交換的速率越快則代表散熱 效果越好，然而熱交換效率常取決於鰭片間之間距，邊界層厚度，流體速度以及流阻等相關 參數之匹配性問題。
[0004] 當氣流進入到散熱器內部，由於流場急遽改變，從原本廣大的空間進入相對狹窄 的兩鰭片之間要進行熱交換作用，此限縮的流道會加速流體速度，當速度加快時阻力越大， 增加表面流體停留於散熱器內部的時間，無法順利排出帶走熱，熱邊界層因而產生。
【發明內容】
[0005] 本發明利用流體力學及空氣動力學之概念，設計出高熱傳散熱器，將迎風面設計 成不同幾何形狀以降低流阻，來改善熱交換效率，使流體相對容易進入散熱鰭片中進行熱 交換，提升流進高熱傳散熱器內部之流體總量，因而達成降低CPU溫度之功效。
[0006] 本發明微處理器散熱系統第一實施例高熱傳散熱器具有一迎風面、一背風面、一 第一側邊、以及一第二側邊，該迎風面頂著氣流方向以近似流線型形狀凸起，使散熱器整體 風阻降低，導引更多氣流流入散熱鰭片內部進行熱交換，有效降低CPU溫度。
[0007] 本發明微處理器散熱系統第二實施例高熱傳散熱器背風面導入凹陷設計，此凹陷 主要作用為縮短熱空氣行進路徑，且自然形成低壓區，利用路徑上的優勢與壓差的變化，將 熱空氣導引出高熱傳散熱器外部。
[0008] 本發明微處理器散熱系統第三實施例高熱傳散熱器在迎風面形成凹陷，達到氣流 匯集效果，本發明微處理器散熱系統第四實施例高熱傳散熱器在迎風面形成波浪狀，相對 於傳統矩型高熱傳散熱器，均可提高流進高熱傳散熱器內部之流體總量，有效降低CPU溫 度。
[0009] 為了能更進一步了解本發明為達成既定目的所採取的技術、方法及效果，請參閱 以下有關本發明的詳細說明、附圖，相信本發明的目的、特徵與特點，當可由此得以深入且 具體的了解，然而所附附圖與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1是一傳統之微處理器散熱系統不意圖。
[0011] 圖2是本發明微處理器散熱系統示意組合圖。
[0012] 圖3是本發明第一實施例所配置之高熱傳散熱器示意圖。
[0013] 圖4是本發明第一實施例所配置之高熱傳散熱器上視圖。
[0014] 圖5是本發明第二實施例所配置之高熱傳散熱器上視圖。
[0015] 圖6是本發明第三實施例所配置之高熱傳散熱器上視圖。
[0016] 圖7是本發明第四實施例所配置之高熱傳散熱器上視圖。
[0017] 【符號說明】
[0018] 01 傳統之微處理器散熱系統
[0019] 02 本發明之微處理器散熱系統
[0020] 10 散熱器
[0021] 12 電路板
[0022] 14 風扇
[0023] 16 微處理器
[0024] 18 電子元件
[0025] 20 高熱傳散熱器
[0026] 202 基座
[0027] 204 散熱鰭片
[0028] 206 前端
[0029] 208 後端
[0030] 210 迎風面
[0031] 212 背風面
[0032] 214 第一側邊
[0033] 216 第二側邊
[0034] 218 中間平面
[0035] 220 第一斜面
[0036] 222 第二斜面
[0037] 30 高熱傳散熱器
[0038] 302 凹陷
[0039] 304 迎風面
[0040] 40 高熱傳散熱器
[0041] 402 迎風面
[0042] 404 背風面
[0043] 406 第一側邊
[0044] 408 第二側邊
[0045] 50 高熱傳散熱器
[0046] 502 迎風面
[0047] 504 背風面
[0048] 506 第一側邊
[0049] 508 第二側邊
【具體實施方式】
[0050] 圖1展不一傳統之微處理器散熱系統01，包括有一矩形形狀之散熱器10、一電路 板12、一風扇14、與一微處理器緊貼在散熱器10下方，該微處理器被散熱器10覆蓋住，因 此在圖1示意圖中並未顯示，風扇14固定在電路板12上方，散熱器10正對著風扇14氣流 出口，風扇14推動氣流流經散熱器10以便帶走微處理器所產生之高熱，傳統之微處理器散 熱系統的散熱器10如圖1中所展示，呈現矩形型式，面對氣流之迎風面呈現齊平一致，對風 扇氣流造成流動阻力，當風扇氣流流經散熱器迎風面時，壓力差會使可觀的氣流量從散熱 器兩旁通過，成為旁通無效氣流。
[0051] 圖2是本發明微處理器散熱系統不意組合圖，本微處理器散熱系統02包括一電路 板12、一風扇14、一微處理器16、複數個電子兀件18、以及一高熱傳散熱器20。該風扇14 固定於該電路板12上側的一端，該微處理器16裝設於電路板12上側，該高熱傳散熱器20 緊貼在該微處理器16上側，高熱傳散熱器20對著風扇14氣流出口，風扇14推動氣流流經 散熱器20以便帶走微處理器16所產生之高熱，本發明之特徵為該高熱傳散熱器20被設計 成不同的幾何形狀，以提升熱傳導效率。
[0052] 請綜合參考圖3與圖4,分別為本發明第一實施例所配置之高熱傳散熱器20之示 意圖以及上視圖，本1?熱傳散熱器20,具有一基座202以及複數散熱轄片204自所述基座 202向上延伸一特定高度而形成，各個散熱鰭片204有均一的高度與厚度，但是長度則因散 熱器之近似流線設計而有所變化，各散熱鰭片204的形狀從側面觀察均近似於長條形，散 熱鰭片204在靠近風扇14的一端稱為前端206,在遠離風扇的一端稱為後端208。各個散 熱鰭片204的前端206所連結形成的虛擬面稱為迎風面210,各個散熱鰭片204的後端208 所連結形成的虛擬面稱為背風面212,位於高傳導散熱器20最外側之二片散熱鰭片分別構 成高熱傳散熱器20之第一側邊214與第二側邊216,本第一實施例特徵在於所述高熱傳散 熱器20之迎風面210頂著氣流方向凸起，使高熱傳散熱器20相對於風扇氣流而言形成流 線型，降低風扇氣流的流阻。
[0053] 進一步詳細而言之，在本發明第一實施例中，所述高熱傳散熱器20之迎風面210 具有一中間平面218、一第一斜面220、以及一第二斜面222,所述中間平面218位於迎風面 210中段且與垂直於風扇氣流方向，所述第一斜面220系由所述中間平面218的一端向後傾 斜延伸至第一側邊214的前端，所述第二斜面222系由所述中間平面218另一端向後傾斜 延伸至第二側邊216的前端。簡言之，由中間平面218、第一斜面220、以及第二斜面222所 構成之迎風面210,呈現一類似流線型頂著氣流方向凸起，降低風扇氣流風阻，導引更多氣 流進入流入散熱鰭片內部進行熱交換，透過熱模擬分析軟體證明，相對於同等寬度與最大 長度之傳統矩型散熱器，本高熱傳散熱器可提高流進高熱傳散熱器內部之流體總量，有效 降低CPU溫度。
[0054] 本實施例的高熱傳散熱器20之第一斜面220以及第二斜面222可用曲面取代之， 所構成之迎風面將更近似流線型，相對於傳統矩型散熱器，亦可提高流進高熱傳散熱器內 部之流體總量，有效降低CPU溫度。
[0055] 圖5是本發明第二實施例所配置之高熱傳散熱器30上視圖，將圖4所示高熱傳散 熱器背風面中段部分導入一凹陷302,使高熱傳散熱器30形狀呈現一翼形，該凹陷302主 要作用為縮短散熱器中心流道熱空氣行進路徑，自然形成低壓區，利用路徑上的優勢與壓 差的變化，將熱空氣導引出高熱傳散熱器外部。高熱傳散熱器30中間區段散熱鰭片長度縮 短，讓受熱的氣流不會因為路徑狹長而成為停滯流，不會在內部形成阻塞，此高熱傳散熱器 30前端梯形結構，在迎風面304提供了一個低風阻的流線設計，當大量的氣體被導引入高 熱傳散熱器30內部後，再配合背風面凹陷302結構，將已經進行完熱交換作用後的熱空氣 藉由縮短路徑加速排出，得到CPU溫度有效降低之功效。
[0056] 圖6是本發明第三實施例所配置高熱傳散熱器上視圖，高熱傳散熱器40具有一迎 風面402、一背風面404、一第一側邊406、與一第二側邊408,本第三實施例特徵在於所述高 熱傳散熱器40之迎風面402順著氣流方向形成凹陷，達成匯集風扇氣流之效果，中心流道 之氣流路徑短於兩側流道之氣流路徑，使中心流道氣流迅速流出，得到CPU溫度有效降低 之功效。
[0057] 圖7是本發明第四實施例所配置高熱傳散熱器上視圖，高熱傳散熱器50具有一迎 風面502、一背風面504、一第一側邊506、與一第二側邊508,本第四實施例特徵在於所述高 熱傳散熱器50之迎風面502形成一波浪形，亦即結合本發明第一實施例與第三實施例迎風 面特徵，相較於傳統矩型高熱傳散熱器，可提高流進高熱傳散熱器內部之流體總量，有效降 低CF*U溫度。
[0058] 以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。本領域 技術人員在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的 專利保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種微處理器散熱系統，包括 一電路板； 一風扇固定於電路板上側； 一微處理器裝設於電路板上側；以及 一高熱傳散熱器緊貼在該微處理器上側，具有一基座及複數散熱鰭片自所述基座向上 延伸形成，所述高熱傳散熱器具有一迎風面、一背風面、一第一側邊、以及一第二側邊，其特 徵在於：所述高熱傳散熱器迎風面頂著氣流方向形成一凸起。
2. 如權利要求1所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱傳散熱器迎 風面頂著氣流方向以流線型形狀凸起。
3. 如權利要求1所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱傳散熱器迎 風面具有一中間平面、一第一斜面、以及一第二斜面，所述中間平面位於所述迎風面中段且 與氣流方向成垂直，所述第一斜面系由所述中間平面的一端向後傾斜延伸至第一側邊，所 述第二斜面系由所述中間平面另一端向後傾斜延伸至第二側邊。
4. 如權利要求1所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱傳散熱器迎 風面具有一中間平面、一第一曲面、以及一第二曲面，所述中間平面位於所述迎風面中段且 與氣流方向成垂直，所述第一曲面系由所述中間平面的一端向後彎曲延伸至第一側邊，所 述第二曲面系由所述中間平面另一端向後彎曲延伸至第二側邊。
5. 如權利要求1或2或3或4所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱 傳散熱器背風面有至少一凹陷形成於背風面中段。
6. -種微處理器散熱系統，包括 一電路板； 一風扇固定於電路板上側； 一微處理器裝設於電路板上側；以及 一高熱傳散熱器緊貼在該微處理器上側，具有一基座及複數散熱鰭片自所述基座向上 延伸形成，所述高熱傳散熱器具有一迎風面、一背風面、一第一側邊、以及一第二側邊，其特 徵在於：所述高熱傳散熱器迎風面順著氣流方向形成一凹陷。
7. -種微處理器散熱系統，包括 一電路板； 一風扇固定於電路板上側； 一微處理器裝設於電路板上側；以及 一高熱傳散熱器緊貼在該微處理器上側，具有一基座及複數散熱鰭片自所述基座向上 延伸形成，所述高熱傳散熱器具有一迎風面、一背風面、一第一側邊、以及一第二側邊，其特 徵在於：所述高熱傳散熱器迎風面形成波浪狀。
8. 如權利要求6所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱傳散熱器背 風面有至少一凹陷形成於背風面中段。
9. 如權利要求7所述的微處理器散熱系統，其進一步特徵在於，所述高熱傳散熱器背 風面有至少一凹陷形成於背風面中段。
【文檔編號】H01L23/467GK104218011SQ201410404921
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】蕭雅羚 申請人:環勝電子(深圳)有限公司