技术领域
[0001] 本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种采用双层散热鳍片组的散热装置。
相关背景技术
[0002] 随着电子元件(例如芯片、处理器或控制器)的运算效能提升，电子元件(例如芯片、处理器或控制器)运行时产生的热量也越来越高。一旦热量无法快速地逸散至外界，则会导致电子元件(例如芯片、处理器或控制器)的运算效能下滑或因过热而失能。因此，相关厂商无不积极投入各种形式的散热装置的开发与改良，以提高散热效率。
[0003] 常见的散热装置包括风扇与散热鳍片组，其中风扇叠置于散热鳍片组上，且散热鳍片组热耦接于热源。一般而言，散热鳍片组采用单层设计，也就是说，散热鳍片组中的多个散热鳍片排列在同一高度上，故无法足够的空间供气体流动，且散热面积也不足，导致散热效率不佳。另外，风扇运行时引起的气流会流经所述多个散热鳍片以进行热交换，所述多个散热鳍片的数量多寡与排列疏密会影响到散热面积与流阻，甚至造成风扇运行时产生过大噪音。
具体实施方式
[0017] 现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0018] 图1是本发明一实施例的散热装置安装于电路板上的侧视示意图。请参考图1，在本实施例中，散热装置100可为气冷式散热器，且包括散热体110与风扇120。散热装置100安装于计算机主机、服务器或其他电子装置的内部，以将热源102产生的热快速地排放至外界。
[0019] 进一步而言，散热体110安装于电路板101上，且热耦接于电路板101上的热源102。举例来说，热源102可为中央处理器或图形处理器，又或者是其他运行时会产生热的电子元件。另一方面，风扇120可为轴流扇，且安装于散热体110中远离热源102的一端。也就是说，散热体110位于风扇120与热源102之间，且热源102位于散热体110与电路板101之间。
[0020] 热源102产生的热可传导至散热体110，而风扇120运转时引起的气流可与散热体110进行热交换，最后将热排放至外界。为加大热交换面积或散热面积，散热体110由第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112组成，其中第一散热鳍片组111靠近热源102，且第二散热鳍片组112叠置于第一散热鳍片组111上。另一方面，风扇120叠置于第二散热鳍片组112上，或者是说，风扇120安装于第二散热鳍片组112上。也就是说，第一散热鳍片组111位于第二散热鳍片组112与热源102之间，且第二散热鳍片组112位于风扇120与第一散热鳍片组
111之间。
[0021] 图2是图1的散热装置的示意图。请参考图1与图2，在本实施例中，散热体110为铝挤成型结构，且经机械切削。就制程上而言，先将铝锭(aluminum ingot)加热至可塑形的温度，接着通过模具加压挤出成型，以致制作出散热鳍片组的原型，且散热鳍片组的原型并未划分为存在尺寸差异的第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112。之后，散热鳍片组的原型经机械切削沿周向移除掉一部分，以制作出存在尺寸差异的第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112，且第一散热鳍片组111的尺寸小于第二散热鳍片组112的尺寸。
[0022] 第一散热鳍片组111的尺寸可指体积、面积或径向长度，相应地，第二散热鳍片组112的尺寸可指体积、面积或径向长度。因第二散热鳍片组112较第一散热鳍片组111靠近风扇120，且第二散热鳍片组112的尺寸大于第一散热鳍片组111的尺寸，第二散热鳍片组112可提供较大的热交换面积或散热面积，以提高散热效率。
[0023] 另一方面，因第一散热鳍片组111较第二散热鳍片组112靠近热源102，且第一散热鳍片组111的尺寸小于第二散热鳍片组112的尺寸，第一散热鳍片组111的外围空间可供气流流动，以强化对流效果，并提高散热效率。
[0024] 如图1与图2所示，第二散热鳍片组112可概分为重叠于第一散热鳍片组111的第一区块与未重叠于第一散热鳍片组111的第二区块，且第二散热鳍片组112的第二区块悬空于电路板101。进一步而言，第二散热鳍片组112的第二区块与电路板101之间的空间(即第一散热鳍片组111的外围空间)不仅可提高对流效果，也能作为邻近热源102或散热体110的其他热源或电子元件的散热空间。
[0025] 在本实施例中，第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112构成双层散热鳍片组，故能加大热交化换面积。详细而言，风扇120用以绕轴线AX旋转。风扇120运行时引起的气流会先流动经过第二散热鳍片组112，再往第一散热鳍片组111流动，以分别与第二散热鳍片组112及第一散热鳍片组111进行热交换。另外，气流可流至位于第二散热鳍片组112的第二区块与电路板101之间的空间(即第一散热鳍片组111的外围空间)，以对邻近热源102或散热体110的其他热源或电子元件进行散热的动作。
[0026] 图3A至图3C分别是图2的散热体于三个不同视角的示意图，其中图3C为仰视视角。图4A是图3A的区域R1的放大示意图。图4B是图3B的区域R2的放大示意图。请参考图3A至图
3C，在本实施例中，第一散热鳍片组111包括多个第一散热鳍片1111，且呈放射状排列。相应地，第二散热鳍片组112包括多个第二散热鳍片1121，且呈放射状排列。另外，所述多个第一散热鳍片1111的数量等于所述多个第二散热鳍片1121的数量。
[0027] 举例来说，每一个第一散热鳍片1111与每一个第二散热鳍片1121皆为三叉状结构，且每一个第一散热鳍片1111的尺寸小于每一个第二散热鳍片1121的尺寸。每一个第一散热鳍片1111的尺寸可指体积、面积或径向长度，相应地，每一个第二散热鳍片1121的尺寸可指体积、面积或径向长度。如图3C所示，每一个第二散热鳍片1121的径向长度大于每一个第一散热鳍片1111的径向长度。
[0028] 请参考图3A至图3C，所述多个第一散热鳍片1111与所述多个第二散热鳍片1121环绕轴线AX排列，且相邻的任二个第二散热鳍片1121之间的第一夹角A1等于相邻的任二个第一散热鳍片1111之间的第二夹角A2。另一方面，散热体110还包括基座113，其中轴线AX穿过基座113，且所述多个第一散热鳍片1111与所述多个第二散热鳍片1121成型于基座113的外壁面113a。
[0029] 如图1所示，基座113的一端热耦接于热源102，热源102产生的热可经由基座113传导至第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112。如图3C所示，因所述多个第一散热鳍片1111与所述多个第二散热鳍片1121呈放射状排列，相邻的任二个第一散热鳍片1111之间的第一间距沿着径向方向往远离基座113的方向渐增，且相邻的任二个第二散热鳍片1121之间的第二间距沿着径向方向往远离基座113的方向渐增。详细而言，第一间距在径向方向上的变化与第二间距在径向方向上的变化相等，也就是说，在同一周向上，第一间距等于第二间距。
[0030] 请参考图3A至图3C，在平行于轴线AX的方向上，每一个第一散热鳍片1111重叠于对应的一个第二散热鳍片1121，且每一个第一散热鳍片1111连接对应的一个第二散热鳍片1121。在径向方向上，每一个第二散热鳍片1121划分为重叠于对应的一个第一散热鳍片
1111的第一区段与延伸超出对应的一个第一散热鳍片1111的第二区段，且每一个第二散热鳍片1121的第一区段连接对应的一个第一散热鳍片1111。
[0031] 请参考图3A、图3B、图4A以及图4B，每一个第一散热鳍片1111包括多个第一散热分支1112，相应地，每一个第二散热鳍片1121具有多个第二散热分支1122，且每一个第一散热鳍片1111的所述多个第一散热分支1112的数量等于每一个第二散热鳍片1121的所述多个第二散热分支1122的数量。在平行于轴线AX的方向上，所述多个第一散热分支1112重叠于所述多个第二散热分支1122，且每一个第一散热分支1112连接对应的一个第二散热分支1122。因每一个第一散热分支1112连接对应的一个第二散热分支1122，每一个第一散热分支1112可快速地将热传导至对应的一个第二散热分支1122。
[0032] 另一方面，每一个第一散热分支1112的尺寸小于每一个第二散热分支1122的尺寸，其中每一个第一散热分支1112的尺寸可指体积、面积或径向长度，相应地，每一个第二散热分支1122的尺寸可指体积、面积或径向长度。如图3C所示，每一个第二散热分支1122的径向长度大于每一个第一散热分支1112的径向长度。
[0033] 请参考图3A、图3B、图4A以及图4B，在径向方向上，每一个第二散热分支1122划分为重叠于对应的一个第一散热分支1112的第一区段与延伸超出对应的一个第一散热分支1112的第二区段，且每一个第二散热分支1122的第一区段连接对应的一个第一散热分支
1112。
[0034] 如图3C所示，在任一个第一散热鳍片1111与任一个第二散热鳍片1121中，相邻的任二个第一散热分支1112之间的第三夹角A3等于相邻的任二个第二散热分支1122之间的第四夹角A4。另一方面，相邻的任二个第一散热分支1112之间的第三间距沿着径向方向往远离基座113的方向渐增，且相邻的任二个第二散热分支1122之间的第四间距沿着径向方向往远离基座113的方向渐增。详细而言，第三间距在径向方向上的变化与第四间距在径向方向上的变化相等，也就是说，在同一周向上，第三间距等于第四间距。
[0035] 请参考图3A至图3C，在本实施例中，第一散热鳍片组111具有多个第一流道1113，且第二散热鳍片组112具有多个第二流道1123。所述多个第一流道1113的数量等于所述多个第二流道1123的数量，其中相邻的任二个第一散热分支1112被一个第一流道1113隔开，且相邻的任二个第二散热分支1122被一个第二流道1123隔开。每一个第一流道1113的第一周向宽度沿着径向方向往远离基座113的方向渐增，且每一个第二流道1123的第二周向宽度沿着径向方向往远离基座113的方向渐增。详细而言，第一周向宽度在径向方向上的变化与第二周向宽度在径向方向上的变化相等，也就是说，在同一周向上，第一周向宽度等于第二周向宽度。
[0036] 请参考图3A、图3B、图4A以及图4B，在平行于轴线AX的方向上，每一个第一流道1113重叠且连通于一个第二流道1123，故有助于提高气流流经散热体110时的流动效率。
[0037] 如图1、图2以及3A所示，风扇120运行时引起的气流会先流动经过所述多个第二流道1123，再流入所述多个第一流道1113，或者是自所述多个第二流道1123流入位于第二散热鳍片组112的第二区块与电路板101之间的空间(即第一散热鳍片组111的外围空间)。当气流流经任一个第二流道1123时，气流与相邻的任二个第二散热分支1122进行热交换，且每一个第二散热分支1122可提供较大的热交换面积。当气流流经任一个第一流道1113时，气流与相邻的任二个第一散热分支1112进行热交换。
[0038] 图5是本发明另一实施例的散热装置的示意图。请参考图5，在本实施例中，散热装置100A可安装于电子产品，以将电子产品内的电子元件(例如芯片、处理器或控制器)运行时产生的热量快速地逸散至外界。详细而言，散热装置100A采用双层散热鳍片组，其中散热装置100A包括散热体110a与风扇120，且散热体110a包括第一散热鳍片组111与叠置于第一散热鳍片组111上的第二散热鳍片组112。风扇120叠置于第二散热鳍片组112上，且第二散热鳍片组112位于风扇120与第一散热鳍片组111之间。也就是说，第二散热鳍片组112较第一散热鳍片组111靠近风扇120。
[0039] 图6A与图6B是图5的散热体于二个不同视角的示意图。图6C是图6A的区域R3的放大示意图。图6D是图6B的区域R4的放大示意图。请参考图5、图6A以及图6B，第一散热鳍片组111与第二散热鳍片组112可为两段铝挤成型结构，故具有设计灵活度高、制造成本低、轻量化以及强度高等特点。风扇120可采用轴流风扇，且用以绕轴线AX旋转。风扇120运行时引起的气流会先流动通过第二散热鳍片组112，再往第一散热鳍片组111流动。
[0040] 在本实施例中，第一散热鳍片组111包括多个第一散热鳍片111a，且第二散热鳍片组112包括多个第二散热鳍片112a。所述多个第一散热鳍片111a与所述多个第二散热鳍片112a环绕轴线AX排列，在平行于轴线AX的方向上，风扇120重叠于所述多个第二散热鳍片
112a与所述多个第一散热鳍片111a，以确保风扇120运行时引起的气流可先后流动通过所述多个第二散热鳍片112a与所述多个第一散热鳍片111a，以进行热交换。
[0041] 进一步而言，所述多个第一散热鳍片111a环绕轴线AX等距排列，且所述多个第二散热鳍片112a环绕轴线AX等距排列。更进一步而言，任二相邻的第二散热鳍片112a之间的间距G1大于任二相邻的第一散热鳍片111a之间的间距G2，如图6C与图6D所示。也就是说，第二散热鳍片组112中的所述多个第二散热鳍片112a的排列较第一散热鳍片组111中的所述多个第一散热鳍片111a的排列为稀疏。
[0042] 因第二散热鳍片组112中的所述多个第二散热鳍片112a的排列较第一散热鳍片组111中的所述多个第一散热鳍片111a的排列为稀疏，相较于第一散热鳍片组111而言，第二散热鳍片组112对风扇120运行时引起的气流产生的流动阻力较低。因此，风扇120运行时引起的气流可快速流动通过第二散热鳍片组112并往第一散热鳍片组111流动，使得散热装置
100A具有良好的流动效率，并减少风扇120运行时产生的噪音。
[0043] 请参考图5、图6A以及图6B，当风扇120运行时引起的气流流动至第一散热鳍片组111时，因第一散热鳍片组111中的所述多个第一散热鳍片111a的排列较第二散热鳍片组
112中的所述多个第二散热鳍片112a的排列为密集，第一散热鳍片组111可提供较大的散热面积，使得散热装置100A具有良好的散热效率。
[0044] 请参考图6A至图6D，在本实施例中，第一散热鳍片组111还包括第一基座111b，且第二散热鳍片组112还包括叠置于第一基座111b上的第二基座112b，且轴线AX穿过第二基座112b与第一基座111b。详细而言，所述多个第一散热鳍片111a连接第一基座111b，且环绕轴线AX排列于第一基座111b的外壁面。另一方面，所述多个第二散热鳍片112a连接第二基座112b，且环绕轴线AX排列于第二基座112b的外壁面。
[0045] 第一基座111b较第二基座112b远离风扇120，且第一基座111b较第二基座112b靠近热源。第一基座111b的尺寸(例如体积)大于第二基座112b的尺寸(例如体积)，故第一基座111b的比热容大于第二基座112b的比热容。也就是说，第一基座111b的吸热与散热能力较强，有助于提高散热效率。
[0046] 在平行于轴线AX的方向上，所述多个第二散热鳍片112a的一部分重叠于所述多个第一散热鳍片111a的一部分，且相重叠的任一个第二散热鳍片112a与任一个第一散热鳍片111a彼此接触。在其他实施例中，相重叠的任一个第二散热鳍片与任一个第一散热鳍片在平行于轴线的方向上保持距离，两者未接触。
[0047] 在本实施例中，每一个第一散热鳍片111a包括二个散热分支111a1，在平行于轴线AX的方向上，任二相邻的第二散热鳍片112a之间设有一个散热分支111a1。也就是说，所述多个第二散热鳍片112a与所述多个散热分支111a1的一部分采用上、下层交错排列的设计，据以提高散热效率。进一步而言，第一基座111b的尺寸(例如体积)大于第二基座112b的尺寸(例如体积)，且第一散热鳍片组111中的所述多个散热分支111a1的数量大于第二散热鳍片组112中的所述多个第二散热鳍片112a的数量，故第一散热鳍片组111的比热容大于第二散热鳍片组112的比热容。也就是说，第一散热鳍片组111的吸热与散热能力较强，有助于提高散热效率。
[0048] 在平行于轴线AX的方向上，所述多个第二散热鳍片112a的一部分重叠于所述多个散热分支111a1的一部分，且相重叠的任一个第二散热鳍片112a与任一个散热分支111a1彼此接触，以提高热传效果。
[0049] 于其他实施例中，在平行于轴线的方向上相重叠的第二散热鳍片与散热分支保持间隙(即第二散热鳍片未接触散热分支)，用以破坏气流边界层。也就是说，第二散热鳍片与散热分支之间的间隙形成扰流设计，用以提高热传效果。
[0050] 特别说明的是，任二相邻的第二散热鳍片112a之间的间距G1大于任二相邻的第一散热鳍片111a之间的间距G2，且间距G2可以是同一个第一散热鳍片111a中的二个散热分支111a1之间的间距，或者是，归属于不同的二个第一散热鳍片111a但相邻的二个散热分支
111a1之间的间距，如图6C与图6D所示。
[0051] 在其他实施例中，第一散热鳍片采用无分支设计，即第一散热鳍为单一散热片体，且第一散热鳍片数量大于第二散热鳍片的数量。
[0052] 综上所述，在本发明一实施例的散热装置中，散热体热耦接于热源，因散热体中的第一散热鳍片组较第二散热鳍片组靠近热源，且第一散热鳍片组的尺寸小于第二散热鳍片组的尺寸，第一散热鳍片组的外围空间可供气流流动，以强化对流效果，并提高散热效率。另一方面，因第二散热鳍片组较第一散热鳍片组靠近风扇，且第二散热鳍片组的尺寸大于第一散热鳍片组的尺寸，第二散热鳍片组可提供较大的热交换面积或散热面积，以提高散热效率。
[0053] 在本发明另一实施例的散热装置中，第二散热鳍片组较第一散热鳍片组靠近风扇，且第二散热鳍片组中的多个第二散热鳍片的排列较第一散热鳍片组中的多个第一散热鳍片的排列为稀疏。因此，风扇运行时引起的气流可快速流动通过第二散热鳍片组并往第一散热鳍片组流动，且第一散热鳍片组可提供较大的散热面积，从而提高流动效率与散热效率
[0054] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
