專利名稱：電腦芯片散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種散熱裝置，特別是指一種組裝于電子熱源機構(gòu)表面的電腦芯片散熱裝置。
隨著集成電路(IC)密度的增加以及高頻傳輸技術(shù)不斷的突破，計算機產(chǎn)品中的芯片在運行過程中所產(chǎn)生的熱量，常使芯片本身的溫度超出其所能負苛的范圍，尤其是中央處理器芯片，因運算速度及處理功能持續(xù)增加，其產(chǎn)生的熱量已高達四十瓦甚至更多，若無良好的散熱環(huán)境，便易造成零組件損耗乃至主機中斷的現(xiàn)象，故如何有效解決計算機產(chǎn)品的散熱問題，確保芯片在適當溫度下運行，已成為計算機產(chǎn)業(yè)最重要的課題之一。為有效解決芯片的散熱問題，通常多在芯片的頂部加裝一包含若干個散熱葉片的散熱器(Heat Sink)，其相關(guān)專利可參考臺灣專利申請第82,211,477號及美國專利第4,879,891號等，這些散熱器如圖5所示，大體上為一矩形基體1及若干個由該基體1延伸出的散熱葉片3所構(gòu)成，其材料性質(zhì)多具備高熱傳導(dǎo)的特性，所以當工作芯片2溫度上升時，具高熱傳導(dǎo)性質(zhì)的散熱器1便可借傳導(dǎo)效應(yīng)迅速吸收該芯片2的熱量，并借其延伸的若干個散熱葉片3將熱量傳至周圍的空氣中，再由空氣的熱對流效應(yīng)將熱散至外界，如圖中A箭號所示，并補充冷空氣至該散熱片的周圍，如圖B箭號所示，以持續(xù)熱傳遞的循環(huán)。
然而，現(xiàn)有的散熱器應(yīng)用在高頻運算的中央處理器芯片上時，已不足以應(yīng)付此高功率芯片的放熱速度，無法提供有效的散熱功能，其原因是現(xiàn)有散熱器上的散熱葉片3多設(shè)計為矩形的片狀實心結(jié)構(gòu)，此型設(shè)計會產(chǎn)生以下多種缺陷一、在導(dǎo)引冷空氣至散熱片周圍時，會產(chǎn)生極大的障礙，請參閱圖6，為圖5中的散熱器沿VI-VI散熱葉片剖面的空氣對流圖，當散熱器3吸收芯片2的熱量并熱傳至周圍的空氣時，該空氣因熱膨脹而上升，并造成散熱葉片間壓力的減少，促使散熱葉片外的空氣沿B的方向補充至散熱葉片間。而為了增加葉片的散熱面積提高其散熱效率，葉片通常是緊密的排列著，因此便形成了一面無形的墻，而外界的冷空氣流至散熱葉片3邊緣時，便易受葉片3的外形導(dǎo)引而向上分流，因而散熱葉片3底緣靠近芯片的部分無法得到充分的冷空氣以傳熱。
二、其次，為配合產(chǎn)品小型化的趨勢，散熱葉片的高度通常不超過5公分，依現(xiàn)有散熱葉片的設(shè)計，流經(jīng)此平坦葉片的氣流較接近層流(LaminarFlow)范圍的形態(tài)(如圖7所示的理論層流邊界層L)，此種流況因流速V相當穩(wěn)定，因此散熱葉片3的熱量多堆積于邊界層L內(nèi)，而很難移轉(zhuǎn)至流通的冷空氣中，造成散熱效率無法提高。
三、為增加葉片的散熱面積以提升其散熱效率，葉片間的空隙便無可避免的極為狹小(部份僅達1.5厘米)，因此造成冷空氣進入空隙時產(chǎn)生嚴重的風阻現(xiàn)象。
以上缺陷使外界的冷空氣不易進入散熱器內(nèi)，導(dǎo)致高功率的芯片常因熱量不能即時疏散而中斷運算，所以部份改進技術(shù)如美國第4,884,331號專利，提供一種如圖8所示的流通性較佳的散熱器，其由基體植出的多數(shù)個凸柱4結(jié)構(gòu)，提供空氣有一較大的流動空間以發(fā)揮其熱對流效應(yīng)，但這種設(shè)計制造不易，且費時費工，不易大量生產(chǎn)及降低成本，缺乏市場競爭力。
本實用新型的目的，在于解決現(xiàn)有散熱器的缺限，提供一種具有高熱傳、高熱對流的散熱效率，且結(jié)構(gòu)簡單而可縮短制造工序，成本低廉的電腦芯片散熱裝置。
本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案得以實現(xiàn)的電腦芯片散熱裝置包括一散熱基體及若干個散熱葉片，散熱基體與電腦芯片等電子熱源機構(gòu)抵接；而該等散熱葉片則彼此以適當間距自該散熱基體延伸而出，進而使該散熱葉片間形成溝槽，該散熱葉片個別包含至少一個貫穿孔，以增加周圍空氣于上述散熱基體及散熱葉片的流通量，并誘發(fā)渦流的產(chǎn)生以避免熱量堆積，進而增加結(jié)合于該電子熱源機構(gòu)的散熱裝置的散熱效果。
本實用新型因其結(jié)構(gòu)簡單，故在制造時，可以擠制(Extrusion)的方法大量制造，此不僅降低模具開發(fā)、制造的成本及時間，且縮短產(chǎn)品制造流程，減少生產(chǎn)成本，達到市場上所應(yīng)具備的競爭力。


圖1是本實用新型電腦芯片散熱裝置的立體圖。
圖2是本實用新型電腦芯片散熱裝置的側(cè)視圖及空氣流線示意圖。
圖3是圖2中沿III-III線剖開的部份剖面及空氣流線示意圖。
圖4是本實用新型電腦芯片散熱裝置另一實施例的側(cè)視圖。
圖5是現(xiàn)有散熱器與芯片的立體圖。
圖6是圖5中沿VI-VI線剖開的剖面及空氣流線示意圖。
圖7是現(xiàn)有散熱器于空氣流經(jīng)其散熱葉片時的流速示意圖。
圖8是另一現(xiàn)有散熱器的立體圖。
請參閱圖1，本實用新型電腦芯片散熱裝置為一散熱基體1及若干個散熱葉片3所組成，其構(gòu)成材料的性質(zhì)是具有高熱傳導(dǎo)特性，如銀、銅、鋁的高導(dǎo)熱金屬或特殊陶磁等的高導(dǎo)熱非金屬。該散熱基體1包含一接合面11，該接合面11的中央部份凸伸出一平坦的銜接部13，用以抵接于電腦芯片或電腦芯片模組(圖上未示)，并借扣接裝置(圖上未示)將上述的散熱基體1與芯片緊密結(jié)合(扣接裝置并非本實用新型的特征所在，故在此不做贅述)。若干個散熱葉片3自該散熱基體1對應(yīng)于銜接部13的另一面垂直延伸出，該散熱葉片3可提供散熱效果，且葉片3與葉片3間保持約2.5厘米的間距以構(gòu)成適當溝槽4，值得注意的是，這些散熱葉片3于其本體2部份開設(shè)若干貫穿孔21，以作為空氣對流時可流通的空間，因此，可從圖2看出空氣B′自由流通于這些貫穿孔21的情形，因而促進接近熱源的高溫處獲得大量的流通空氣，增加熱對流的散熱效果。
此外，請參閱圖3，該散熱葉片3上的貫穿孔21可促使空氣的流況由層流流場過渡至紊流(Turbulent Flow)流場，且衍生多個不同樣態(tài)的渦流C，以增加熱能的移轉(zhuǎn)并避免熱量堆積，本實用新型因其結(jié)構(gòu)單純，所以模具相當容易制做，且在產(chǎn)品制造時，是以可大量生產(chǎn)的擠制(Extrusion)方法通過模具大量制造，即，先將材料燒結(jié)至一定的溫度后，沿圖1箭號D的方向加壓擠制通過模具而出，然后再剖出溝槽4(圖1)，如此便可大量制造出具良好傳熱效果的導(dǎo)流散熱裝置。另外，本實用新型的散熱葉片3可根據(jù)不同需求設(shè)計為不同形狀的貫穿孔，如圖4所示，即為另一實施例配置不同貫穿孔21′的設(shè)計，而在制造時，僅需更改模具的貫穿孔形狀，即可重覆上述生產(chǎn)流程而大量制造，以達到縮短開發(fā)時間、簡化生產(chǎn)程序、節(jié)省生產(chǎn)時間及成本的目的。
權(quán)利要求1.一種電腦芯片散熱裝置，用于結(jié)合在如電腦芯片、電腦芯片模組等電子熱源機構(gòu)上，包括與該電子熱源機構(gòu)抵接的一散熱基體，自該散熱基體延伸而出的若干個散熱葉片，且散熱葉片間彼此以適當間距形成溝槽，其特征在于所述散熱葉片包含至少一個貫穿孔。
2.如權(quán)利要求1所述的電腦芯片散熱裝置，其特征在于該散熱基體還包含一具有銜接部的接合面，該銜接部是自接合面凸伸出的一平坦表面，可抵接于上述電子熱源機構(gòu)，而上述的若干個散熱葉片則自該接合面對應(yīng)的另一面的垂直反方向延伸而出。
專利摘要一種電腦芯片散熱裝置,包括一散熱基體及若干個散熱葉片。散熱基體具有一接合面及一與該接合面對應(yīng)的散熱面,該接合面的中央部分凸伸出一平坦的銜接部,用以抵接于電子熱源機構(gòu);自該散熱基體的散熱面垂直延伸出若干個散熱葉片,葉片與葉片間保持適當間距以構(gòu)成溝槽,散熱葉片上設(shè)有若干個貫穿孔,借此可使外界空氣大量流通于散熱基體以及散熱葉片的表面,并誘發(fā)產(chǎn)生渦流以避免熱量堆積,達到高效率的熱對流散熱效果。
文檔編號G06F1/20GK2370464SQ99235648
公開日2000年3月22日 申請日期1999年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月25日
發(fā)明者侯繼盛 申請人:富準精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準精密工業(yè)股份有限公司