本發(fā)明專利技術(shù)公開一種無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，主要是在熱源組件貼設(shè)有導(dǎo)熱體與散熱體。利用增加導(dǎo)熱體的熱容功能、熱傳導(dǎo)途徑面積，及散熱體的自然對流散熱面積等設(shè)計，可快速吸取熱源組件的發(fā)熱量，及整合機體的構(gòu)型特性，通過提高熱傳導(dǎo)方式的途徑將大部分的熱量直接移出到機殼外部，達(dá)到最終的散熱目的，從而確實達(dá)到良好的散熱功效。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種散熱裝置，特別涉及一種無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其可就熱源組件進行散熱，特別是散熱時不需使用風(fēng)扇，其主要手段是在熱源組件貼設(shè)有導(dǎo)熱體與散熱體。現(xiàn)有技術(shù)習(xí)知如計算機、數(shù)據(jù)處理機、LED背光模塊等機組，其內(nèi)部的微處理運算芯片CPU、影像處理芯片VGA、隨機內(nèi)存DDR或LED光源晶粒等組件，為主要產(chǎn)生熱能的熱源組件，其必須結(jié)合較大接觸面積的散熱座及風(fēng)扇作為散熱組合，以強制熱對流的方式，達(dá)到系統(tǒng)散熱目的。但長久以來，存在風(fēng)扇的可靠度及噪音干擾等問題，降低系統(tǒng)維修周期、壽期與人因接口條件。圖1所示為習(xí)知熱源組件1、散熱體2以及風(fēng)扇3的散熱組合方式。其中熱源組件1，可以是微處理運算芯片。圖2為另一種熱源組件的隨機內(nèi)存DDR 11，圖3為又一種熱源的LED晶粒12。上述該等單位面積高發(fā)熱源的組件，若風(fēng)扇3不能正常運作時，熱源組件1、隨機內(nèi)存DDR 11、LED晶粒12溫度將迅速升高至攝氏90度甚至攝氏130度以上，過熱將造成相關(guān)組件及系統(tǒng)的損壞。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的在于舍去風(fēng)扇散熱系統(tǒng)的設(shè)計，提供一種可提高系統(tǒng)可靠度及消除噪音干擾的散熱結(jié)構(gòu)。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)提供一種用于熱源組件上的無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其設(shè)有導(dǎo)熱體，是具有相當(dāng)面積的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，貼設(shè)于熱源組件或密夾于熱源組件外圍；散熱體，貼設(shè)于導(dǎo)熱體，將導(dǎo)熱體所傳導(dǎo)的熱能進行散熱。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)熱體包含適當(dāng)數(shù)量的熱傳導(dǎo)構(gòu)件，所述熱傳導(dǎo)構(gòu)件的形狀為圓柱體、矩形柱體或相關(guān)組合體其中之一。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)熱體的平行于所述熱源組件發(fā)熱面的截面積總和，至少大于熱源組件發(fā)熱表面積的二分之一。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)熱體為可快速熱傳導(dǎo)的導(dǎo)熱管，是柱型、管型或平板熱導(dǎo)管其中一種。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)熱體和散熱體材質(zhì)為高傳導(dǎo)物質(zhì)。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其中所述高傳導(dǎo)物質(zhì)包括銅、鋁、石墨、碳纖維及相關(guān)合金組合的其中一種。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其中該散熱體，固定于包含所述熱源組件的機組的機殼外部或貼近該機殼表面。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其中該散熱體包括有若干散熱鰭片。如上所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)熱體同時密夾于熱源組件的上方與下方。采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)利用增加導(dǎo)熱體的功能、熱傳導(dǎo)途徑面積，可快速吸取熱源發(fā)出的熱量，利用散熱體的自然對流、增加散熱面積等設(shè)計，及整合機體的構(gòu)型特性，將大部分的熱量直接移出機殼外部，達(dá)到最終的散熱目的。附圖說明圖1為習(xí)用風(fēng)扇散熱模塊示意圖。圖2為習(xí)用熱源組件隨機內(nèi)存DDR的示意圖。圖3為習(xí)用熱源組件LED晶粒的示意圖。圖4為本專利技術(shù)無風(fēng)扇散熱結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本專利技術(shù)中另一導(dǎo)熱體型態(tài)示意圖。圖6為本專利技術(shù)中再一導(dǎo)熱體型態(tài)示意圖。圖7為本專利技術(shù)又一無風(fēng)扇散熱結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本專利技術(shù)中另一包覆式導(dǎo)熱體示意圖。具體實施例方式茲謹(jǐn)就本專利技術(shù)無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)的內(nèi)容及其所產(chǎn)生的功效，配合附圖，舉出較佳實施例詳細(xì)說明如下。熱能的傳導(dǎo)途徑與方式，包含熱傳導(dǎo)、熱對流及熱輻射，最終散熱方式為熱對流及熱輻射。熱對流又可區(qū)分為自然熱對流及強制熱對流，其中強制熱對流有較高的散熱效率。各種傳熱途徑，其熱通量大小與熱導(dǎo)材質(zhì)、接觸面積、溫度差有強烈關(guān)系，各種散熱機構(gòu)均需因應(yīng)有限空間及熱源功率條件，進行熱傳途徑、作為的分配與設(shè)計，以達(dá)到散熱之目的。一般具有內(nèi)部發(fā)熱源的機組，例如運算器、暫存內(nèi)存、功率供應(yīng)器等，均有共同的特性(1)熱源組件附近空間狹窄。(2)熱源組件的發(fā)熱功率大。基于以上的限制條件，絕大部分的風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，都會控制組件的操作溫度條件。參見圖1的散熱結(jié)構(gòu)，包含散熱體2及風(fēng)扇3，該散熱體2的設(shè)計，為利風(fēng)扇3執(zhí)行強制對流散熱途徑，大幅增加散熱表面積，一般設(shè)計的散熱體2，該表面積與體積比約為10～30倍，或者更高，幾乎大部分的熱量是通過散熱體2的鰭片表面散出。風(fēng)扇3強制熱對流散熱機構(gòu)，可調(diào)整風(fēng)量流率來控制熱源組件的操作溫度，該散熱體2的設(shè)計重點不在于儲熱，要求表面積遠(yuǎn)大于體積，所以單位體積內(nèi)的熱含量值偏低，儲熱能力較弱。當(dāng)強制對流功能減弱時，熱源組件溫度迅速增高，機組內(nèi)部環(huán)境溫度亦相對增加。自然熱對流的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計，大幅的散熱面積仍為散熱的重要因素，散熱體2與環(huán)境溫度間的溫度差，決定自然熱對流散熱的驅(qū)動能力。有鑒于此，自然對流的散熱功率低于強制對流，在相對增加散熱面積的同時，在無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)中，儲熱與熱導(dǎo)功能，為設(shè)計重點。為提高機組系統(tǒng)可靠度及避免風(fēng)扇音干擾，本專利技術(shù)采用無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計的重點(1)因應(yīng)熱源組件的發(fā)熱功率，設(shè)計相對比例的熱容吸熱能力，吸取熱源組件所產(chǎn)出的熱量，并能維持熱源組件的操作穩(wěn)定溫度條件。(2)根據(jù)機組有限空間及熱源組件發(fā)熱功率條件，設(shè)計導(dǎo)熱途徑，將大部分的熱量“傳導(dǎo)”至機殼外部，避免升高機組系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境的操作溫度條件。請參閱圖4所示，為本專利技術(shù)的無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)示意圖，其包含下列散熱過程說明a.熱源組件1，每平方公分單位面積的熱釋放功率1W～15W或更高，其中以LED晶粒光源所發(fā)出的單位面積功率最大。b.為維持熱源組件1的操作溫度，無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)需兼具“儲熱”、“傳導(dǎo)”及“散熱”功能設(shè)計，其中儲熱及傳導(dǎo)的功能，不同于以往一般散熱結(jié)構(gòu)。散熱結(jié)構(gòu)簡化為兩項主要功能，包含導(dǎo)熱體4及散熱體5，可配合機組內(nèi)部空間進行設(shè)計調(diào)配。c.前述導(dǎo)熱體4，主要執(zhí)行儲熱及導(dǎo)熱的功能；散熱體5，除維持部分儲熱功能外，增加自然對流散熱功能。d.依熱傳導(dǎo)參數(shù)關(guān)系Q＝kAΔT/Δy，其中Δy為導(dǎo)熱空間高度，k為導(dǎo)熱系數(shù)，A為導(dǎo)熱面積；根據(jù)散熱材質(zhì)特性及有限空間，設(shè)計導(dǎo)熱體4的基本“熱傳導(dǎo)”傳導(dǎo)面積。請參考圖5，揭示該導(dǎo)熱體實施的一種方式41，主要熱傳導(dǎo)途徑為圖中的導(dǎo)熱構(gòu)件圓柱體411，及，如圖6所示導(dǎo)熱體實施的另一種方式42，主要熱傳導(dǎo)途徑為圖中的導(dǎo)熱構(gòu)件長方體421，該圓柱體411和長方體421可將大部分的熱量傳至導(dǎo)熱體上方的散熱體，導(dǎo)熱件平行于熱源組件1發(fā)熱面的截面積總和，大于熱源組件1發(fā)熱表面積的二分之一以上，截面總面積愈大，傳熱愈佳。周遭的散熱鰭片數(shù)，提供一部份的自然熱對流散熱功能。e.儲熱容量需求設(shè)計，自然對流散熱功率不如強制對流，導(dǎo)熱體4尚需具備儲熱緩沖功能，該型態(tài)設(shè)計的表面積與體積的比值，降低為1～20倍范圍。可依據(jù)熱容與質(zhì)量的正比關(guān)系，Q＝mcΔT＝ρVcΔT，其中m為質(zhì)量，V為體積，c為比熱，估算暫存熱容量的體積需求，設(shè)計導(dǎo)熱體的體積需求。f.導(dǎo)熱體4的設(shè)計功能，主要以儲熱及熱傳導(dǎo)為主，儲熱能力尤其能滿足1GHz以上高速運算芯片的瞬間熱量變化，亦可做為熱源與最終散熱座的橋梁，該功能結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)熱通量51高于熱對流熱通量52(如圖4)。g.該導(dǎo)熱體，其材質(zhì)可為銅、鋁、石墨、碳纖維等高傳導(dǎo)物質(zhì)，或以上物質(zhì)的相關(guān)合金組合；該形狀可為數(shù)個圓柱狀、矩形柱等幾何形狀。h.該導(dǎo)熱體亦可為高熱傳導(dǎo)特性的熱導(dǎo)管，其導(dǎo)熱速率為銅、鋁材料的50～100倍以上，做為優(yōu)良的熱傳導(dǎo)途徑，將熱源組件1的熱量直接“傳遞”至散熱體5。再請參閱圖7所示，其揭示導(dǎo)熱體再一種形式43，為具有快速熱傳導(dǎo)功能的柱型或管型熱導(dǎo)管、平板熱導(dǎo)管等，溫度差范圍可控制在2℃以內(nèi)，為能有效吸取熱導(dǎo)管傳遞的熱量，需加強散熱本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，用于熱源組件上，其特征在于，設(shè)有：導(dǎo)熱體，是具有相當(dāng)面積的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，貼設(shè)于熱源組件或密夾于熱源組件外圍；散熱體，貼設(shè)于導(dǎo)熱體，將導(dǎo)熱體所傳導(dǎo)的熱能進行散熱。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，用于熱源組件上，其特征在于，設(shè)有導(dǎo)熱體，是具有相當(dāng)面積的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，貼設(shè)于熱源組件或密夾于熱源組件外圍；散熱體，貼設(shè)于導(dǎo)熱體，將導(dǎo)熱體所傳導(dǎo)的熱能進行散熱。2.如權(quán)利要求1所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱體包含適當(dāng)數(shù)量的熱傳導(dǎo)構(gòu)件，所述熱傳導(dǎo)構(gòu)件的形狀為圓柱體、矩形柱體或相關(guān)組合體其中之一。3.如權(quán)利要求1所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱體的平行于所述熱源組件發(fā)熱面的截面積總和，至少大于熱源組件發(fā)熱表面積的二分之一。4.如權(quán)利要求1所述無風(fēng)扇式散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該導(dǎo)熱體為可快速熱傳導(dǎo)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉英杰，
申請(專利權(quán))人：毅柏科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：71[中國|臺灣]
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