散熱模塊及其風扇的製作方法

2023-05-02 06:20:06

專利名稱：散熱模塊及其風扇的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種散熱模塊及其風扇，尤其是涉及一種不需額外零件與手 工具就能組接且能快速裝卸，並能達到良好散熱效果。
背景技術：
隨著科技不斷提升，電子元件例如個人電腦或伺服器的中央處理器(CPU) 或圖形處理器(GPU),由於工作頻率相當的高，故耗電量大，進而產生大量 的熱能。然而，此類電子元件所產生的熱能若不加以適當地散逸，輕則造成 效能變差，重則會導致電子元件的燒毀。
為克服此一問題，常見手段為在高發熱的電子元件上加裝散熱鰭片及散 熱風扇。現有風扇固定在散熱器上大多需要使用額外的機構件做為固定方 式，例如塑膠框架(cover)或螺絲(screw)。請參閱圖1A與圖1B，其為習用兩 種風扇與散熱器結合的示意圖。如圖1A所示，風扇12a先以螺絲與框架16 固定之後，再利用框架16與散熱器14a進行固定。然而這種需要使用額外 的機構件做為固定方式，相對的使得製造成本提高，並增加組裝工時與人工 成本，相對的在價格上就比較沒有竟爭力。
或者，如圖1B所示，風扇12b利用螺絲18直接鎖固在散熱器14b上。 然而，此一結合的方式需利用螺絲18再搭配螺絲起子等手工具進行裝卸， 需耗費較長的組裝工時，也同時增加了相關的成本。且萬一當風扇12b故障 時，也需要鬆脫螺絲18才能更換風扇12b，造成使用上的不便。再者，在裝 卸的過程中，散熱器14b上的安裝孔可能因為滑牙而造成鎖固不良的問題。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提出一種散熱模塊及其風扇，其 不需額外零件與手工具就能組接且能快速裝卸，並能達到良好散熱效果。
為達到上述的目的，本發明提出一種風扇，其包括一馬達底座、 一葉輪、 一馬達以及至少一-^扣件。葉輪與馬達皆設置在馬達底座上，馬達用以驅動葉輪旋轉，而卡扣件則其自馬達底座徑向延伸而出。其中，風扇利用卡扣件 直接與一散熱器組接。
為達到上述的目的，本發明還提出一種散熱模塊，包括一散熱器以及一 風扇，其設置在散熱器中。風扇包括一馬達底座、 一葉輪、 一馬達以及至少 一卡扣件。葉輪與馬達皆設置在馬達底座上，馬達用以驅動葉輪旋轉，而卡
扣件則其自馬達底座徑向延伸而出。其中，風扇利用卡扣件直接與散熱器組接。
如上述的散熱模塊及其風扇，散熱器包括多個第一鰭片、多個第二鰭片 與一導熱柱，導熱柱與一熱源接觸，用以驅散該熱源所產生的熱。該些第一 鰭片與第二鰭片皆環設於導熱柱的周緣，且該些第二鰭片位於該些第一鰭片
下方。當風扇與散熱器組接後，風扇設置在該些第一鰭片所形成的一容置空 間內，且馬達底座則位於導熱柱的正上方。
卡扣件自馬達底座徑向延伸而出為二支肋後再軸向延伸有 一 凸柱，且兩 支肋之間有一開口，可供葉輪產生的一氣流通過。卡扣件更具有一凸緣，其 位於凸柱遠離葉輪的一側上，且凸緣嵌入散熱器中。
每該第一鰭片皆具有一缺口 ，風扇卡扣件的凸緣同時嵌入至少兩相鄰的 第一鰭片的缺口中。每該第一鰭片的缺口的位置對應於凸緣。每相鄰兩第一 鰭片彼此扣接而環設於導熱柱的周緣，每相鄰兩第二鰭片彼此扣接而環設於
導熱柱的周緣，每一第一鰭片約呈一正L型而每一第二鰭片約呈一倒L型。
導熱柱為一實心柱體或是一熱柱。實心柱體的材質為一金屬或一金屬合 金，而熱柱具有毛細結構、工作流體與一注水管，工作流體通過注水管注入
熱柱內部。
再者，其中卡扣件的凸柱、支肋與凸緣為一體成型，而馬達底座與卡扣 件也為一體成型、卡扣件為一可撓曲構件或是由一高分子材質所製成，例如 是一聚酯類塑膠。
此外，本發明的風扇可具有多個卡扣件，且該些卡扣件以該馬達底座為 中心而呈輻射狀分布。另外，上述的風扇為一無框風扇，且可為一軸流式或 一離心式風扇。風扇更可包括一轉速切換裝置，其設置在該卡扣件上且與該 馬達電連接，可切換該葉輪以至少兩種不同轉速進行旋轉。
為讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一
較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下


圖1A與圖1B為現有兩種風扇與散熱器結合的示意圖2A為依據本發明較佳實施例的一種散熱模塊的示意圖;
圖2B為圖2A的風扇與散熱器的分解示意圖2C為圖2A的風扇與散熱器結合時的局部剖面圖3為圖2B中風扇的馬達底座與卡扣件的示意圖4A為圖2B的散熱器的側^L圖4B為圖2B的散熱器的另一視角示意圖5為圖2B的風扇側面連接有一轉速切換裝置的示意圖。
主要元件符號說明
12a、 12b:風扇14a、14b:散熱器
16框架18螺絲
2:散熱模塊20風扇
21馬達底座22葉輪
23卡扣件24支肋
25凸柱26開口
27凸緣30散熱器
31第一鰭片311:容置空間
312:缺口32第二鰭片
33導熱柱331:注水管
51:轉速切換裝置
具體實施例方式
請參閱圖2A，其為依據本發明較佳實施例的一種散熱模塊的示意圖。 本發明的散熱模塊2包括一風扇20與一散熱器30,風扇20設置在散熱器 30中，且風扇20較佳地為一無框風扇，且可為一軸流式或一離心式風扇， 以本圖而言，以軸流式風扇為例。
請同時參閱圖2B與圖3,圖2B為圖2A的風扇與散熱器的分解示意圖， 而圖3為圖2B中風扇的馬達底座與卡扣件的示意圖。風扇包括一馬達底座 21、 一葉輪22、 一馬達(圖未示)以及至少一-^扣件23。葉輪22與馬達皆設置在馬達底座21上，馬達用以驅動葉輪22旋轉，而卡扣件23則自馬達底 座21徑向延伸而出。在本實施例中，風扇20具有三個卡扣件23,且此些卡 扣件23以馬達底座21為中心而呈輻射狀分布，然本發明的卡扣件的數目多 寡，可依據實際產品的屬性而定，在此卡扣件的數目並非限定本發明。
每一-^扣件23自馬達底座21水平徑向延伸而出為二支肋24後再軸向 向上延伸有一凸柱25,且兩支肋24之間具有一開口 26,可供葉輪22產生 的一氣流通過。當風扇20與散熱器30組接後，由於風扇20本身不具有框 體，且每兩支肋24之間又有開口 26的設計，故氣流可達到大範圍面積的流 動，使得風扇20下方的散熱器30均能受到葉輪22轉動產生的氣流的吹拂， 故可達到良好的熱對流，進而達到絕佳的散熱效果。
接著，請同時參閱圖2B、圖4A與圖4B,圖4A為圖2B的散熱器的側 視圖，而圖4B則為散熱器的另一視角示意圖。散熱器30包括多個第一鰭片 31、多個第二鰭片32與一導熱柱33,導熱柱33可與一位於散熱器30下方 的熱源直接接觸(如圖4A所示)，用以驅散該熱源所產生的熱，該熱源例如 是一中央處理器、電晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬碟、電源供應器、行車 控制系統、多媒體電子機構、無線通信基地臺或高階遊戲機等。
該些第一鰭片31與第二鰭片32皆環設於導熱柱33的周緣，且該些第 二鰭片32位於該些第一鰭片31下方。亦即，該些第一鰭片31環設於導熱 柱33周緣的上半部分，而該些第二鰭片32則環設於導熱柱33周緣的下半 部分。當風扇20與散熱器30組接後，風扇20設置在該些第一鰭片31所形 成的一容置空間311內，且馬達底座21則位於導熱柱33的正上方，如圖2B 所示。
風扇20利用卡扣件23直接與散熱器30組接。請再參照圖2B與圖3， 每一^"^扣件23更具有一凸緣27，其位於凸柱25遠離葉輪22的一側上(如圖 3所示)，且當風扇20與散熱器30組接時，每一^M口件23的凸緣27嵌入散 熱器30中(如圖2B所示)。其中，卡扣件23的凸柱25、支肋24與凸緣27 為一體成型，而馬達底座21與卡扣件23也為一體成型。卡扣件23為一可 撓曲構件或是由一高分子材質所製成，例如是一聚酯類塑膠。
茲將風扇與散熱器的組接過程詳述如下，請參照圖2B與圖2C，圖2C 為圖2A的風扇與散熱器結合時的局部剖面圖。每該第一鰭片31皆具有一缺 口 312，且缺口 312的位置對應於凸緣27的位置。由於多個第一鰭片31環設在導熱柱33的周緣，故其每一缺口 312便共同組成一相通的環槽，可供 卡扣件23的凸緣27嵌入，故風扇20與散熱器30在組接時不需有方向性的 限制。在此每一卡扣件23的凸緣27同時嵌入至少兩相鄰的第一鰭片31的 缺口 312中，故可達到使風扇20與散熱器30穩定固接的效果。
如果風扇20需要替換或拆卸時，因第一鰭片31本身具有彈性裕度，故 只需將與卡扣件23有相接的第一鰭片31施力往外側稍稍扳動，卡扣件23 的凸緣27便可脫離第一鰭片31的缺口 312。待所有卡扣件23的凸緣27均 脫離第一鰭片31的缺口 312後，即可輕易將風扇2卸除。如此一來，本發 明不僅免去現有以螺絲鎖固需使用手工具的缺點，且不需額外零件就能完成 組接，節省人工作業所需的時間。再者，同時省下材料及人工成本，且其能 快速裝卸替換的特點，更能完整顯現出本發明的散熱模塊的優異特性。
承上，請再參照圖4B,導熱柱33為一材質為一金屬或一金屬合金所構 成的實心柱體或是一熱柱。熱柱具有毛細結構、工作流體與一注水管331, 工作流體通過注水管331注入熱柱內部。
每相鄰兩第一鰭片31彼此扣接而環設於導熱柱33的周緣，每相鄰兩第 二鰭片32彼此扣接而環設於導熱柱34的周緣，每一第一鰭片31約呈一正 L型而每一第二鰭片32則約呈一倒L型。
綜上所述，本發明的散熱模塊及其風扇，通過卡扣件的凸緣與第一鰭片 的缺口相對應嵌合，不僅可限制風扇產生上下位移，達到定位的功效，且在 多個卡扣件的共同作用下，更能達到緊密結合、消除噪音，強化固定的效果。 採用本發明的設計，不僅可快速裝卸風扇，免去現有組裝時必須以使用手工 具鎖固的麻煩，且因風扇本身不具有框體，故氣流可達到大範圍面積的流動， 達到良好散熱效果。
然而，本發明並不限定於此，請參閱圖5，其為圖2B的風扇側面連接 有一轉速切換裝置的示意圖。在此需特別說明的是，為便於清楚說明，圖5 中的風扇僅顯示馬達底座21與卡扣件23的部分。風扇2更可包括一轉速切 換裝置51，其設置在卡扣件23上且與馬達電連接。轉速切換裝置51的一端 為一開關，可供使用者以手指扳動來控制，轉速切換裝置51的另一端則為 —端子，可連接至馬達底座21上的馬達中的電路板(圖未示)。
轉速切換裝置51可切換並使葉輪22以至少兩種以上的不同轉速進行旋 轉。亦即，當轉速切換裝置51未做切換時，葉輪22以一固定轉速進行旋轉，例如是2080 r.p.m;根據外界所需若熱量增多，需快速進行散熱時，則使用 者便可以手指輕易扳動轉速切換裝置51的開關，即可使葉輪22以另一固定 轉速來進行旋轉，例如是2900 r.p.m，如此一來便可通過提供較大的轉速來 達到快速進行散熱的目的。
另夕卜，本發明的風扇可在其電路板上安裝有一可發光的指示燈或一 LED 燈，並將風扇的葉輪以一可透光材質或一透明/半透明材質製成，如壓克力、 聚酯類塑膠等材質，且馬達底座與卡扣件也可均為此同種可透光材質或透明 /半透明材質製成。如此一來，當葉輪轉動時，自指示燈或LED燈所發出的 光線則可通過不斷轉動的葉輪，達到炫目美觀的視覺效果，其中光線可為一 白光或是一有色光。再者，電路板上所安裝的指示燈或LED燈的數目並不 限制，且也可同時採用2種以上發出不同色光的指示燈或LED燈，更可以 達到混光後的特殊影像效果。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與範 疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含在所附的權利要求中。
權利要求
1. 一種風扇，包括馬達底座；葉輪，設置在該馬達底座上；以及至少一卡扣件，其自該馬達底座徑向延伸而出；其中，該風扇利用該卡扣件直接與散熱器組接。
2. 如權利要求1所述的風扇，其中該卡扣件自該馬達底座徑向延伸為二 支肋後還軸向延伸有一凸柱。
3. 如權利要求2所述的風扇，其中該兩支肋之間有開口，可供該葉輪產 生的氣流通過，且該卡扣件的該凸柱與該支肋為一體成型。
4. 如權利要求2所述的風扇，其中該卡扣件更具有凸緣，其位於該凸柱 遠離該葉輪的一側上，該卡扣件的該凸柱與該凸緣為一體成型，且該凸緣嵌 入該散熱器中。
5. 如權利要求4所述的風扇，其中該散熱器包括多個第一鰭片且每該第 一鰭片皆具有缺口，每該缺口的位置對應於該凸緣，該風扇的該卡扣件的該 凸緣同時嵌入該至少兩相鄰的該些第一鰭片的該些缺口中。
6. 如權利要求5所述的風扇，其中該散熱器更包括導熱柱，該些第一鰭 片環設於該導熱柱的周緣。
7. 如權利要求6所述的風扇，其中每相鄰兩第 一鰭片彼此扣接而環設於 該導熱柱的周緣，且每該第一鰭片約呈正L型。
8. 如權利要求6所述的風扇，其中該散熱器更包括多個第二鰭片，其環 設於該導熱柱的周緣，且該些第二鰭片位於該些第一鰭片下方。
9. 如權利要求8所述的風扇，其中每相鄰兩第二鰭片彼此扣接而環設於 該導熱柱的周緣，且每該第二鰭片約呈倒L型。
10. 如權利要求6所述的風扇，其中當該風扇與該散熱器組接後，該風 扇設置在該些第 一鰭片所形成的 一容置空間內，且該馬達底座位於該導熱柱 正上方。
11. 如權利要求6所述的風扇，其中該導熱柱為實心柱體或是熱柱，且 該實心柱體的材質為金屬或金屬合金。
12. 如權利要求11所述的風扇，其中該熱柱具有注水管、毛細結構與工作流體，該工作流體通過該注水管注入該熱柱內部。
13. 如權利要求6所述的風扇，其中該導熱柱與熱源接觸，用以驅散該 熱源所產生的熱，該熱源為中央處理器、電晶體、伺服器、高階繪圖卡、硬 盤、電源供應器、行車控制系統、多媒體電子機構、無線通信基地臺或高階 遊戲機等。
14. 如權利要求1所述的風扇，其中該馬達底座與該卡扣件為一體成型， 卡扣件為高分子材質所製成，如聚酯類塑膠，或者該卡扣件為可撓曲構件。
15. 如權利要求1所述的風扇，其中該葉輪以可透光材質或透明/半透明材質製成，如壓克力或聚酯類塑膠。
16. 如權利要求1所述的風扇，更包括電路板，其設置在該馬達底座上， 且該電鴻4反上還安裝有至少一指示燈或一 LED燈，該指示燈或該LED燈發 出白光或是有色光。
17. 如權利要求l所述的風扇，更包括馬達與轉速切換裝置；該馬達設 置在該馬達底座上，用以驅動該葉輪旋轉；該轉速切換裝置設置在該卡扣件 上且與該馬達電連接，可切換該葉輪以至少兩種不同轉速進行旋轉。
18. 如權利要求17所述的風扇，其中該轉速切換裝置的一端為開關，可 供使用者以手指扳動來控制；該轉速切換裝置的另一端則為端子，可連接至 該馬達。
19. 如權利要求1所述的風扇，其中該風扇為無框風扇，且該風扇為軸 流式或離心式風扇。
20. —種散熱模塊，包括 散熱器；以及風扇，設置在該散熱器中，該風扇包括 馬達底座；葉輪，設置在該馬達底座上；以及 至少一"^扣件，其自該馬達底座徑向延伸而出； 其中，該風扇利用該卡扣件直接與該散熱器組接。
全文摘要
本發明公開一種散熱模塊及其風扇，散熱模塊包括一散熱器以及一無框的風扇，風扇設置在散熱器中。風扇包括一馬達底座、一葉輪、一馬達以及至少一卡扣件。葉輪與馬達皆設置在馬達底座上，馬達用以驅動葉輪旋轉，而卡扣件則其自馬達底座徑向延伸而出。其中，風扇利用卡扣件直接與散熱器組接。
文檔編號H05K7/20GK101472448SQ20071030539
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日
發明者夏志豪, 柯皓文, 詹淑惠, 陳錦明, 黃裕鴻 申請人:臺達電子工業股份有限公司