专利名称：高效能多孔型散热片阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效能多孔型散热阵列，特别是涉及一种应用于笔记型计算机中的高效能多孔型散热阵列。
背景技术：
随着计算机因应薄型化的市场需求，笔记型计算机机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间，供散热设计所需的空间。尤其在高频元件(例如中央处理器和绘图芯片)，已经面临散热设计执行上的瓶颈。因此，加大风扇的转速，提高散热鰭片与空气间的平均对流系数(Average convectionco-efficiency)已经是现在笔记型计算机散热机制的主要结构。
图1A是绘示一种现有的散热鰭片阵列示意图。现有的铝挤型散热鰭片阵列100，在气流102吹过散热鰭片时，会产生如抛物线流(Poiseuille flow)的流速分布104。此特定的流速分布104会产生如图1B的噪音频谱曲线106。频谱曲线高点106a越高越容易产生令人不悦的影响。
一旦需提高散热效能，势必要增加风量(风速)。然而，流场的增加将使噪音提高，因而造成噪音与散热议题上难以取舍的瓶颈。如何解决此一两难困境成了笔记型计算机制造商即将面临的挑战。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种高效能多孔型散热阵列，用以增加散热效率，并减低噪音。
根据本发明的上述目的，提出一种多孔型散热鰭片阵列。此散热鰭片阵列，包括多片直立连接于基底上的散热鰭片。每片散热鰭片至少包括一浮凸面多孔结构，位于散热鰭片的同一面或不同面上。此浮凸面多孔结构包括两阶梯型结构，相邻阶面的落差面形成开孔，且每一阶面平行于流入的气流方向。上述开孔所形成的迎风端，在单一气流的路径上，不超过两个。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点(1)低噪音，且具有优良的品质设计；(2)散热鰭片阵列内的流道断面积不变，因此不会提高阻流；以及(3)浮凸面多孔结构的最佳设计，使用散热鰭片阵列表面积增加，且有效增加迎风端(leading ledge)的数量。
图1A为一种现有的散热鰭片阵列示意图；图1B为一种图1A所示的现有散热鰭片所产生的噪音频谱分布图；图2为本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片与气流关系的示意图；图3为本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片与气流、温度关系的示意图；图4A为本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片阵列的示意图；以及图4B为一种如图4A所绘示的多孔型散热鰭片阵列所产生的噪音频谱分布图。
具体实施例方式
为了解决噪音与散热议题上难以取舍的问题，本发明提出一种高效能的多孔型散热鰭片阵列。此高效能的鰭片阵列通过在阵列内每片散热鰭片上，设计出浮凸面多孔结构，不但增加散热面积及迎风端(leading ledge)数量，而且也有助于减低噪音。
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片与气流关系的示意图。本较佳实施例的散热鰭片200为了增加散热面积及迎风端(leading ledge)数量，设计了浮凸面多孔结构201a、201b及201c。每个浮凸面多孔结构均包括两个阶梯型结构，例如浮凸面多孔结构201a包括了阶梯型结构202及204。阶梯型结构中的相邻阶面间的落差面均是开孔结构，例如阶梯型结构202中的相邻阶面202e及202f间的落差面202a就是一开孔，可让气流通过。依此类推，相邻阶面202f及202g间的落差面202b也为一开孔，相邻阶面202g及202h间的落差面202c也为一开孔相，邻阶面202h及202i间的落差面202d也为一开孔。上述的阶面(202e，202f，202g，202h，202i)与落差面(202a，202b，202c，202d)互相垂直。在本实施例中，浮凸面多孔结构虽然位于散热鰭片的同一面，浮凸面多孔结构并不限于散热鰭片的同一面。
浮凸面多孔结构所包括的阶梯型结构，通过增加阶面以增加散热面积。例如，阶梯型结构202中的阶面202e、202f、202g、202h及202i，其目的均是为了增加散热面积。阶梯型结构中的阶面应平行于气流，以减少流阻。在本实施例中，浮凸面多孔结构虽然包括两个阶梯型结构，浮凸面多孔结构也可只包括一个阶梯型结构。
浮凸面多孔结构所包括的阶梯型结构，通过增加相邻阶面间的落差面(开口)数量，以增加迎风端(leading ledge)数量。例如，阶梯型结构202中的开口202a、202b、202c及202d均是迎风端(leading ledge)。值得注意的是，本发明在单一气流的路径上的落差面(开口)数目虽然越多越好，但是也有限制，应以下不超过一特定数目为主，较佳的是两个。例如，气流102a的行经路径上，通过了开孔(迎风端)202a及204d；气流102c的行经路径上，通过了开孔(迎风端)204a及206d；气流102b的行经路径上，只通过了开孔(迎风端)204c。然而，单一气流路径上的较佳迎风端数量，以及上述的特定数目，仍可能因为使用不同散热鰭片材料、气流强度等而有所变更。
参照图3，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片与气流、温度关系的示意图。本较佳实施例的浮凸面多孔结构还具有一个与散热气流温度关系的特点。本较佳实施例的浮凸面多孔结构，因为阶梯型结构的设计，使得散布于散热鰭片上的开孔(迎风端)，可以增加至足以有效影响散热效率的数量。而且，单一气流的路径上的开孔(迎风端)不超过两个。上述设计的目的，在于使每一通过散热鰭片上开孔(迎风端)的气流，其温度可以维持最低。例如，散热鰭片200上的温度是60℃，气流102a的温度是30℃，当气流102a通过了开孔(迎风端)202a时温度是30℃、通过开孔(迎风端)204d时温度是35℃(因通过了开孔202a受热而升温)。另一气流102b的行经路径上，只通过了开孔(迎风端)204c，所以当通过开孔(迎风端)204c时温度是30℃。散热鰭片的开孔(迎风端)与流经气流间的温差越大，散热效率越佳。因此，本较佳实施例的浮凸面多孔结构不但增加开孔(迎风端)数量，而且使开孔(迎风端)与流经气流间的温差维持最大，使散热效率得以维持在最佳。
参照图4A，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种多孔型散热鰭片阵列的示意图。将上述多片相同的散热鰭片200，固定于上、下基底210a及210b间，即可获得一个多孔型散热鰭片阵列。本多孔型散热鰭片阵列可配合热管增加与空气的接触面积以利散热。此散热鰭片阵列的浮凸面多孔结构与图1现有的相同大小的散热鰭片比较，流道内的横断面积不变，流阻(head loss)也不会因而提高。此外，数个浮凸面多孔结构，改变空气在迎风端间的固定行走方向，因而提高平均热对流系数(HM，Average conventionco-efficieny)，以提高散热能力。此多孔型散热鰭片阵列也可依流道长短而有所增减。若流道长度较短，可减少每片散热鰭片上的浮凸面多孔结构数量，以避免开孔(迎风端)在鰭片上的密度过高，造成流阻(head loss)提高。反之，若流道长度较长，可增加每片散热鰭片上的浮凸面多孔结构数量，以增加散热效率。
参照图4B，其绘示一种如图4A所绘示的多孔型散热鰭片阵列所产生的噪音频谱分布图。浮凸面多孔结构，无论流场是层流(Laminar flow)或是乱流(Turbulent flow)，都可以打乱散热鰭片阵列内固定的流速分布，因而得到较宽频(Hay-stack)分布的噪音，使用者因而感觉到较佳的声音品质。与图1B的噪音频谱曲线106相比较，多孔型散热鰭片阵列所产生的噪音频谱曲线208，其频谱曲线高点208a与整个噪音频谱曲线208相对比，噪音频谱曲线106较缓和许多。
另外，上述本发明的浮凸面多孔结构，并不限定为凸面结构，也可设计为凹面多孔结构，所达到的效果也是一样。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点(1)低噪音，且具有优良的品质设计；(2)散热鰭片阵列内的流道断面积不变，因此不会提高流阻；以及(3)浮凸面多孔结构的最佳设计，使得散热鰭片阵列表面积增加，且有效增加迎风端(leading ledge)的数量。
虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种多孔型散热鰭片阵列，至少包括一基底；多片散热鰭片，彼此平行排列且直立连接于该基底，经一气流由一端吹入以带走该各散热鰭片上的热量；以及至少一浮凸面多孔结构，位于每一该各散热鰭片的同一面上，其中该浮凸面多孔结构包括两阶梯型结构，该两阶梯型结构具有多个阶面，在相邻该各阶面间形成一落差面，且每一该阶面平行于气流方向。
2.如权利要求1所述的多孔型散热鰭片阵列，其中该落差面形成一开孔，用以让该气流通过。
3.如权利要求1所述的多孔型散热鰭片阵列，其中该开孔所形成的迎风端，在单一气流的路径上，不超过两个。
4.一种多孔型散热鰭片阵列，至少包括一基底；多片散热鰭片，彼此平行排列且直立连接于该基底，经一气流由一端吹入以带走该各散热鰭片上的热量；以及至少一浮凸面多孔结构，位于每一该各散热鰭片的同一面上，其中该浮凸面多孔结构包括一阶梯型结构，该两阶梯型结构具有多个阶面，在相邻该各阶面之间形成一落差面，且每一该阶面平行于气流方向。
5.如权利要求1所述的多孔型散热鰭片阵列，其中该落差面形成一开孔，用以让该气流通过。
6.如权利要求4所述的多孔型散热鰭片阵列，其中该开孔所形成的迎风端，在单一气流的路径上，不超过两个。
全文摘要
一种多孔型散热鰭片阵列，包括多片直立连接于基底上的散热鰭片。每片散热鰭片至少包括一浮凸面多孔结构，位于散热鰭片的同一面或不同面上。此浮凸面多孔结构包括两阶梯型结构，相邻阶面的落着面形成开孔，且每一阶面平行于流入的气流方向。上述开孔所形成的迎风端，在单一气流的路径上，不超过两个。
文档编号H01L23/34GK1782947SQ20041009800
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者高平生, 简灿男, 刘昱, 黄玉年 申请人:广达电脑股份有限公司