具有儲熱組件的複合式散熱模塊的製作方法

2023-06-05 16:41:01

本實用新型有關一種散熱技術，尤指一種具有儲熱組件的複合式散熱模塊。

背景技術：

現有的散熱裝置主要包括一鋁擠型散熱器及一風扇，將鋁擠型散熱器貼附在發熱源上，風扇則是裝設在鋁擠型散熱器的上方或側邊位置，如此藉以利用鋁擠型散熱器和發熱源的直接接觸以熱傳導方式來傳熱，並且通過風扇的強制氣流來對鋁擠型散熱器進行散熱作用。

由於風扇存在有耗電、噪音大和容易故障等問題，因此一種無風扇式散熱裝置則因運而生，此型無風扇式散熱裝置被裝設在有限的空間內(如:機箱)，不僅造成原本就已擁擠的空間更加的擁塞，且單單以自然對流來進行散熱，確實無法有效地解決中央處理器或其他熱源所產生的熱量，且其散熱的效能遠不如前述具有風扇的散熱裝置，使得此無風扇式散熱裝置的運用被大幅地的限制。

業界為了有效地解決前述無風扇式散熱裝置的問題，於是將具有良好導熱效能的熱管(Heat Pipe)或均溫板(Vapor Chamber)等被動組件加入散熱裝置的設計中，藉以利用此等被動組件的均溫性來改善前述自然對流的不足，如此以進一步提升此型散熱裝置自然對流的導散熱效能。

然而，前述具有被動組件的散熱裝置，散熱器的散熱效率一定要能夠比熱管的吸熱效率高，所以整組散熱裝置的設計理念是要能將主機內的發熱源所能忍受的最高極限的熱量有效率地散發出去。此型散熱裝置為了要達成上述的要求，不可避免地會增加散熱裝置的整體尺寸，因為其內部必須包含一散熱器，而散熱器對於小型的電子裝置而言，為一相當大的組件，即是此散熱器將佔據小型電子裝置內部的大部分寶貴空間。事實上，因為中央處理器運作的速度越快，其所產生的熱量就越多，所以製造商面臨了兩難的情況，亦即是又要使產品的尺寸儘可能地縮小，又要將佔空間的散熱器放置在主機中，並將其內部的發熱源所能產生的最大熱量，以有效率地方式散發出去。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型的一目的，在於提供一種具有儲熱組件的複合式散熱模塊，其利用儲熱組件的設置，能夠因應發熱源在運作過程中，以自然對流散熱與輔以新增的儲放熱功能，取代含風扇的強制對流散熱模塊。

為了達成上述的目的，本實用新型提供一種具有儲熱組件的複合式散熱模塊，包括一導熱基座、一導熱杆及一儲熱組件，該導熱杆安置在該導熱基座上；該儲熱組件包含一殼體、一固變液工作介質及多個導熱片，該殼體具有一容腔，各該導熱片分別套接在該導熱杆，該固變液工作介質和各該導熱片則容置在該容腔中。

優選地，上述的具有儲熱組件的複合式散熱模塊，還包括一散熱鰭片組，該散熱鰭片組套接在該導熱杆上。

優選地，該導熱基座位在該導熱杆的中間區域，該儲熱組件和該散熱鰭片組則分別位在該導熱杆的二端。

優選地，該儲熱組件位在該導熱杆的中間區域，該導熱基座和該散熱鰭片組則分別位在該導熱杆的二端。

優選地，該熱鰭片組位在該導熱杆的中間區域，該導熱基座和該儲熱組件則分別位在該導熱杆的二端。

優選地，該導熱基座開設有二凹溝，該導熱杆包括一第一導熱段和與該第一導熱段分離設置的一第二導熱段，該第一導熱段的一端埋設在其中之一該凹溝內，第一導熱段的另一端則供該熱鰭片組連接，該第二導熱段的一端埋設在另一該凹溝內，第二導熱段的另一端則供該儲熱組件連接。

優選地，該殼體包括一上殼和一下殼，該下殼對應於該上殼做密接封合，從而在該上殼和該下殼之間形成有該容腔。

優選地，該上殼和該下殼皆為絕熱絕緣材料所構成。

優選地，該下殼具有一底板、自該底板彎折延伸的一立板及自該立板彎折延伸的一下緣板，該上殼具有一頂板、自該頂板彎折延伸的一立板及自該立板彎折延伸的一上緣板，該上緣板和該下緣板密接封合。

優選地，該下緣板成形有一前凹槽和一後凹槽，該上緣板亦成形有一前凹槽和一後凹槽，該下緣板的該前凹槽對應於該上緣板的該前凹槽配置，該下緣板的該後凹槽對應於該上緣板的該後凹槽配置，該導熱杆跨設在各該前凹槽和各該後凹槽之間。

優選地，在該下緣板的該後凹槽一側設有一填液除氣半管，在該上緣板的該後凹槽一側設有一填液除氣半管，該下緣板的該填液除氣半管對應於該上緣板的該填液除氣半管配置。

優選地，該導熱片開設有一穿孔，該導熱片以該穿孔套接在該導熱杆上，且各該導熱片之間呈間隔排列。

優選地，該導熱片開設有一穿孔，在該穿孔的周緣延伸出一環牆，該環牆的內壁面與該導熱杆的外周面相互密貼。

優選地，該導熱片開設有一穿孔，在該穿孔的周緣延伸出一環牆，在該環牆和該穿孔設有連通的一開口槽。

優選地，該導熱基座具有一板體，該板體具有一上表面，並在該上表面開有一凹溝，該導熱杆具有一上平面，該導熱杆埋設在該凹溝中，並令該上平面和該上表面形成在同一平面上。

優選地，在該板體連接有多個臂體。

優選地，該導熱杆為一銅棒或一熱管。

優選地，該固變液工作介質為石蠟、脂肪酸或鹽類。

本實用新型還具有以下功效，其不是依據極限熱能來處理熱量，就算只內含一小型散熱器，亦能提供相關發熱源足夠的散熱保護。本實用新型的儲熱組件可在發熱源產生過多熱量時，將此熱量暫時儲存於儲熱組件中，待發熱源不再產生過多熱能時，再將儲熱組件所儲存的熱量通過散熱鰭片組散發出去。

附圖說明

圖1 是本實用新型第一實施例組合示意圖。

圖2 是圖1的儲熱組件和導熱杆立體分解圖。

圖3是圖1的儲熱組件和導熱杆組合後橫向剖視圖。

圖4 是圖1的儲熱組件和導熱杆組合後縱向剖視圖。

圖5 是本實用新型第二實施例組合示意圖。

圖6 是本實用新型第三實施例組合示意圖。

圖7 是本實用新型第四實施例組合示意圖。

圖8 是本實用新型的導熱片的另一實施例外觀圖。

圖9是本實用新型的導熱片的又一實施例外觀圖。

符號說明

10…導熱基座；

11…板體；

111…上表面；

112…凹溝；

12…臂體；

20…導熱杆；

20a…第一導熱段；

20b…第二導熱段；

21…上平面；

22…下平面；

30…儲熱組件；

31…殼體；

311…上殼；

3111…頂板；

3112、3122…立板；

3113…上緣板；

3114、3124…前凹槽；

3115、3125…後凹槽；

3116、3126…填液除氣半管；

312…下殼；

3121…底板；

3123…下緣板；

32…固變液工作介質；

33、33A、33B…導熱片；

331…穿孔；

332…環牆；

333…開口槽；

A…容腔；

40…散熱鰭片組；

41…散熱鰭片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

請參閱圖1及圖4所示，本實用新型提供一種具有儲熱組件的複合式散熱模塊，其主要包括一導熱基座10、一導熱杆20及一儲熱組件30。

導熱基座10可為銅、鋁或其合金等導熱性良好的材料所製成，本實施例的導熱基座10具有一板體11，但不以此種型態為限。板體11具有一上表面111，並在上表面111的中間區域開設有一凹溝112，另在板體11的下表面連接有多個臂體12，以提供此導熱基座10能夠安裝在具有一發熱源的一電路板上(圖未示出)。

導熱杆20可為銅或其合金等導熱性良好的材料所製成的棒體，亦可以是液態變氣態的相變化的組件，如:熱管(Heat Pipe)，本實施例的導熱杆20大致呈一L字型，但不以此種型態為限。此導熱杆20的剖斷面為一扁平狀，具有一上平面21和對應於上平面21配置的一下平面22，導熱杆20的部分區域是埋設在前述導熱基座10的凹溝112中，並令上平面21和板體11的上表面111形成在同一平面上。

儲熱組件30包含一殼體31、一固變液工作介質32及多個導熱片33，殼體31包括一上殼311和一下殼312，上殼311和下殼312可為一絕熱絕緣材料所構成，如PP、PET或導熱差的塑料材料所製成，本實施例的下殼312具有一矩形底板3121、自底板3121周緣向上彎折延伸出的一立板3122及自立板3121周緣橫向彎折延伸出的一下緣板3123，在下緣板3123的中間區域成形有一前凹槽3124和一後凹槽3125；又，在後凹槽3125一側邊的下緣板3123上設有一填液除氣半管3126。

同理，上殼311的形狀與下殼312相近似，其亦具有立板3112、前凹槽3114、後凹槽3115和填液除氣半管3116外，亦包含有頂板3111及上緣板3113等結構。下殼312是對應於上殼311做密接封合，從而在上殼311和下殼312之間形成有一容腔A。

各導熱片33為以銅、鋁或其合金等導熱性良好的材料所製成，在導熱片33的中間區域開設有一穿孔331，各導熱片33以其穿孔331分別套接在導熱杆20上，且各導熱片33之間呈間隔排列。

組合時是將各導熱片33和導熱杆20的一段容置在前述容腔A內，並令導熱杆20跨設在前述的各前凹槽3114、3124和各後凹槽3115、3125之間，再通過熱壓、超音波或高周波等方式對上緣板3113和下緣板3123做密封結合。

固變液工作介質32可以是石蠟、脂肪酸(fatty acids)、鹽類(salt hydrates)等在常溫下為固態的物質，此石蠟可為烷烴類化合物或其混合物，固變液工作介質32通過前述的各填液除氣半管3116、3126填入前述容腔A中。

進一步，本實用新型的具有儲熱組件的複合式散熱模塊還包括一散熱鰭片組40，其包括多個散熱鰭片41，各散熱鰭片41可以是銅、鋁或其合金等導熱性良好的材料所製成，其是套接在導熱杆20遠離儲熱組件30的一端。

進一步地，本實施例的導熱基座10是位在導熱杆20的中間區域，儲熱組件30和散熱鰭片組40則分別位在導熱杆20的二端位置。

使用時將導熱基座10的上表面111和導熱杆20的上平面21對應於一發熱源(圖未示出)貼接，上平面21接受來自發熱源所產生的熱量之後，將分別朝著儲熱組件30和散熱鰭片組40方向傳導，其中一部分的熱量通過導熱杆20到達儲熱組件30時，通過固變液工作介質32與導熱杆20和各導熱片33的接觸，在固變液工作介質32受熱後將由固態變成液態並且吸收大量的潛熱，此等熱值暫時儲存在殼體31內，待系統關機或較低速運轉時，再通過散熱鰭片組40散逸回到系統內部空間後再散逸到外部空間中；同時，另一部分的熱量則通過導熱杆20到達散熱鰭片組40時，通過各散熱鰭片41散逸到系統內部空間後再散逸到外部空間中。

請參閱圖5所示，本實施例與上述實施例的差異在於: 本實施例的儲熱組件30位在導熱杆20的中間區域，導熱基座10和散熱鰭片組40則分別位在導熱杆20的二端位置。由於儲熱組件30的導熱速度快且較接近熱源，當發熱源的溫度急遽上升時，只要在儲熱組件30內的溫度超過固變液工作介質的熔點時，即可在熔點的定溫下吸收大量的潛熱，達到調節發熱源溫度使不超過溫度規格上限的目的。

請參閱圖6所示，本實施例與上述各實施例的差異在於:本實施例的熱鰭片組40位在導熱杆20的中間區域，導熱基座10和儲熱組件30則分別位在導熱杆20的二端位置。此複合式散熱模塊可通過熱鰭片組40來先進行熱量的散逸，超過熱鰭片組40之自然對流散熱極限之部分熱量，則通過導熱杆20的繼續傳導而由儲熱組件30的固變液工作介質32和各導熱片33予以吸收，藉此達到優化複合式散熱模塊所能自然對流散熱極限的目的。

請參閱圖7所示，本實施例與上述各實施例的差異在於: 導熱基座10的上表面111開設有二凹溝112，導熱杆20包括一第一導熱段20a和與第一導熱段20a分離設置的一第二導熱段20b，其中第一導熱段20a的一端埋設在前述其中之一的凹溝112內，第一導熱段20a的另一端則供熱鰭片組40連接。第二導熱段20b的一端埋設在所剩的凹溝112內，第二導熱段20b的另一端則供儲熱組件30連接。如此，可加快導熱基座10在受熱後，通過此分流設計，能夠快速地將熱量分別朝著儲熱組件30和熱鰭片組40方向做傳導。

請參閱圖8及圖9所示，本實用新型中的導熱片除了可以如前述實施例外，其中圖8是在每一導熱片33A的穿孔331周緣朝一側延伸出一環牆332，並在環牆332和穿孔331的側邊設有連通的一開口槽333，利用環牆332的內壁面與前述導熱杆20的外周面相互密貼，藉以增加兩者的接觸面積進而提升導熱效能。圖9則是在每一導熱片33B的穿孔331周緣朝一側延伸出一環牆332，並在環牆332和穿孔331的上方設有連通的一開口槽333，再將前述導熱杆20的一端穿入各導熱片33B的穿孔331後，再以衝壓壓具(圖未示出)對正於開口槽333位置進行衝壓結合。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。