散热装置.pdf

本发明涉及一种散热装置，其包含导热底座以及多个散热模块。多个散热模块围绕一中心轴排列。每一散热模块包含多个鳍片以及一热管。多个鳍片垂直于中心轴的径向排列。热管包含第一端及第二端，第一端连接于导热底座，第二端连接及贯穿多个鳍片。本发明的散热模块能降低气流与鳍片之间的风阻，进而大幅提高其散热效果。

1.  一种散热装置，其特征是，包含：
导热底座；以及
多个散热模块，上述这些散热模块环绕中心轴排列，每一个上述这些散热模块包含：
多个鳍片，垂直于上述中心轴的径向排列；以及
热管，包含第一端及第二端，上述第一端连接于上述导热底座，上
述第二端连接及贯穿上述这些鳍片。

2.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，上述热管的上述第二端沿着上述中心轴的径向延伸。

3.  根据权利要求2所述的散热装置，其特征是，上述第二端沿着上述中心轴的径向由上述中心轴向外贯穿及连接上述这些鳍片。

4.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，每一个上述这些鳍片沿着一个平面延伸，上述平面与上述热管贯穿上述这些鳍片的上述第二端的延伸方向夹一个角度。

5.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，上述这些散热模块相对上述中心轴呈环形或正多边形排列。

6.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，每一个上述这些散热模块接触于相邻的上述这些散热模块。

7.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，每一个上述这些散热模块连接于相邻的上述这些散热模块。

8.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，每一个上述这些散热模块的上述这些鳍片与相邻的上述这些散热模块的上述这些鳍片一体成形。

9.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，上述热管的上述第二端紧配于上述这些鳍片。

10.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，上述这些鳍片为冲压成型。

11.  根据权利要求1所述的散热装置，其特征是，上述散热装置还包含风扇，上述风扇设置于上述这些散热模块之上。

散热装置
技术领域
本发明涉及一种散热装置，特别涉及一种包含排列成环状的多个鳍片的散热装置。
背景技术
随着科技的进步，电子元件尺寸愈来愈小，集成电路从每一芯片上只有数十个成倍成长至数百万个电子元件，而其工作频率也高达数亿赫兹，如此高密度、高频率固然提升了电子构装(package)的性能，却也使得单位体积或单位面积的发热量持续增加。过高的热密度将导致过高的电子构装温度，造成电子构装的功能、效率及使用寿命大幅降低。因此如何有效的带走热量，而又能使电子元件正常运作，是电子元件散热必须考虑的问题。
散热装置的主要原理是利用风扇产生一强制对流(forced convection)的方式对空气作功，造成气体分子的扰动以带走电子元件所产生的热量，导致电子元件能够被冷却而降温。此外，散热装置通常包含鳍片，以增加散热面积的方式来达到散热目的。以CPU为例，CPU晶粒(die)封装后面积约为1cm²左右，但其所产生的功率却高达数十瓦。当散热片基板吸收CPU晶粒产生的高热后，将热向上传导至鳍片部分，而鳍片的功能就是加大其散热面积，让风扇能吹到的面积更大，达到加速散热效果。
在散热装置的设计中，热管、风扇以及鳍片的排列，关系到风扇造成的强制对流对其散热效率的影响。请参见图1，图1所示为现有技术的散热装置的示意图。如图1所示，散热装置1包含导热底座10与风扇16，导热底座10上设有多根热管12。为了将接触于导热底座的发热元件所产生的热量快速地导走，因此热管12的一端连接于导热底座10，另一端贯穿及连接鳍片14，进而通过多个鳍片发散热量。一般来说，热管越长，热管中的工作液体(working fluid)的流动路径越长，因此热交换速率越慢。于此设计下，热管需贯穿及连接所有的鳍片，热管的长度无法有效地缩短，因而降低了热交换速率。
此外，于现有技术中，鳍片的排列方式呈一放射状排列，如图1所示。然而，鳍片的排列方式与风扇所产生的气流的流向(虚线所示)大致垂直，因此会产生一风阻，因而减低了散热装置的散热功效。
发明内容
因此，本发明的一目的在于，提供一种散热装置，其能降低气流与鳍片之间的风阻，进而大幅提高其散热效果。
根据一具体实施例，本发明的散热装置包含一导热底座以及多个散热模块。多个散热模块环绕一中心轴排列。此外，每一散热模块包含多个鳍片以及一热管。所述多个鳍片垂直于该中心轴的径向排列。并且，该热管包含一第一端及一第二端，该第一端连接于该导热底座，而该第二端连接及贯穿所述多个鳍片。
综上所述，本发明的散热模块环绕中心轴排列且每一散热模块的多个鳍片垂直于中心轴的径向排列。因此，鳍片可构成多个同一中心的环形平面，相符于风扇所产生气流的流动方向以减低风阻，进而气流能顺畅地流经鳍片之间的空隙而提升了散热效率。此外，本发明的鳍片构成多个同心环，因此贯穿鳍片的热管可大致沿着径向延伸，无须环状延伸(现有技术)，进而可缩短热管的长度，提升热交换速率。
关于本发明的优点与精神可以利用以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1所示为现有技术的散热装置的示意图。
图2所示为根据本发明的一具体实施例的散热装置的示意图。
图3所示为根据本发明的一具体实施例的散热装置的俯视图。
图4所示为根据本发明的一具体实施例的散热装置的侧视图。
图5所示为根据本发明的另一具体实施例的散热装置的示意图。
具体实施方式
本发明的鳍片的配置垂直于径向排列而非沿着径向延伸，因此鳍片的延伸方向大致相符于风扇所产生的风流方向，进而让风流能顺畅地在鳍片之间流动，以增进散热效率。关于本发明的散热装置的详细结构，以若干具体实施例揭露如下。
请一并参阅图2、图3以及图4。图2所示为根据本发明的一具体实施例的散热装置2的示意图；图3所示为本发明的一具体实施例的散热装置2的俯视图；图4则所示为本发明的一具体实施例的散热装置2的侧视图。
如图2至图4所示，本发明的散热装置2包含一个导热底座20以及六个散热模块22。这六个散热模块22围绕中心轴24排列。每一散热模块22包含多个鳍片220以及一热管222。多个鳍片220垂直于中心轴24的径向排列。此外，热管222包含第一端223及第二端224，第一端223连接于导热底座20，而第二端224连接及贯穿多个鳍片220。
热管222的第二端224沿着中心轴24的径向由中心轴24向外贯穿及连接多个鳍片220。然而，于实际应用中，第二端224可以是由外向中心轴24贯穿及连接多个鳍片220，并且延伸方向也可与中心轴24的径向夹一锐角。
此外，如图3所示，每一鳍片220沿着一平面P1延伸，平面P1与贯穿鳍片220的第二端224的延伸方向D1夹一角度，此角度约为90°。当然，本发明的热管并非一定要垂直地(沿着径向)贯穿鳍片，也可斜向地(从高至低，或从左至右)贯穿鳍片。
于现有技术中，由于一个热管需穿过所有的鳍片，因此制造及安装的难度较高，导致产品合格率较低。于本发明中，由于鳍片垂直于径向排列，因此热管需贯穿的的鳍片数目远比现有技术来得少，热管与鳍片之间的组装难度就能显著地降低，产品合格率也能提高。当然，由于热管所需贯穿的鳍片的数目较少，因此热管的长度也较现有技术来得短，亦即热管的热交换速率也快得多，提升了散热速率。
此外，本发明的散热装置2可包含风扇26，所述风扇26置于多个散热模块22之上，且每一个散热模块22的多个鳍片220垂直于中心轴24的径向排列。由图2可知，鳍片220的组合为同一中心的多个正多边形(同心环)，大致相符于风扇26所产生的气流的流动方向(环形虚线所示)。换句话说，鳍片220的延伸方向大致相符于气流的流向，因此可减低气流的风阻，进而提升其散热效率。
于实际应用中，若要组装本发明的散热模块22，可在每一鳍片220上开一孔隙，并且热管222的第二端224的孔径大于孔隙。由此，第二端224可以用紧配方式连接多个鳍片220。于实际应用中，所述多个鳍片220是以冲压工艺成型。最常见的冲压工艺包括冲切、弯曲及引伸，利用金属的塑性变形特性，我们可以把金属成形为各种形状，用以得到所需的鳍片形状。
本发明的散热装置2可置于发热元件(例如CPU、显示芯片、发光二极管)上，当该发热元件(未示出)因运转而产生大量热量时，该热量经由导热底座20传送至热管222的第一端223，致使第一端223内的液态工作流体吸收该热量而形成气态工作流体。该气态工作流体向上流向热管222的第二端224，将热量传送至散热模块22的鳍片220上。进一步，前述的风扇可造成空气强制对流，以带走热管222的第二端224与鳍片220上的热量，用以冷却热管222内的气态工作流体，使其变回液态工作流体流回导热底座20，完成一循环散热工作。
于实际应用中，本发明的散热装置所包含的散热模块的数量、形状以及排列方式皆可视情况进行调整，而不以本具体实施例为限。举例来说，散热模块的数目不一定是偶数，也可为奇数。或者，鳍片不一定要为平面，也可为曲面，请参阅图5。图5所示为根据本发明的另一具体实施例的散热装置3的示意图。图2所示的散热装置2，图5所示的鳍片320为一曲面，因而散热装置3的多个鳍片320可构成多个同心圆。
此外，如图4所示，本发明的每一散热模块22的多个鳍片220的面积均相等，因此多个散热模块22的顶端对齐而构成一平面P2。实际上，每一散热模块的多个鳍片的面积可不均等，因而多个散热模块的顶端构成一曲面，例如：蕈状。
上述所述的多个散热模块彼此分离，实际上，本发明的每一散热模块的鳍片与相邻的散热模块的鳍片也可互相接触、互相连接(例如通过扣具彼此扣合)，或是一体成形。如此一来，每个散热模块的热量就可互相交换，让热量分布更均匀，提升散热速率。
相对于现有技术，本发明的散热模块环状排列(围绕中心轴排列)且每一散热模块的多个鳍片垂直于中心轴的径向排列。因此，鳍片可构成多个同一中心的环形平面，相符于风扇所产生气流的流动方向，大幅减低了风阻，使得气流能顺畅地流经鳍片之间的空隙而提升了散热效率。此外，本发明的鳍片大致呈一同心环且垂直于径向排列，因此贯穿鳍片的热管可大致沿着径向延伸，无须环状延伸(现有技术)，进而可缩短热管的长度，提升热交换速率。
利用以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，然而以上述所揭露的较佳具体实施例并非用来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等同性的安排于本发明所附权利要求书所限定的范围内。