专利名称：具有散热模块的无风扇电子系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子系统及其主机板，特别是涉及一种具有散热模块(模块即模组，以下均称为模块)的无风扇电子系统及其主机板。
背景技术：
近数十年来，电子技术发展的速度令人惊奇。尤其是在集成电路(集成电路即积体电路，以下均称为集成电路)(IC)制程技术上进步更是神速，这使得电子元件的功能快速上升，但成本却快速下降。虽然集成电路的处理速度和功能显著提高，但发热量却也快速上升，若不能有效将废热排除，电子元件便有可能失效。再加上近年来，消费者对电子装置轻、薄、短、小的需求愈来愈高，更进一步增加了散热的困难度。但是，小型化后的电子系统能提供用于散热的空间也随之减小。而且，消费者对于低噪音的要求也限制了风扇的使用，也因此针对散热进行模块化、整体化且无风扇的设计日渐重要。
请参阅图1所示，为现有习知的一种无风扇的电子系统剖面示意图。现有习知电子系统100包括一机壳110、一主机板120、至少一电子元件130以及一散热板140。电子元件130配设在主机板120上，而散热板140则配置在电子元件130上。这些电子元件130例如为中央处理单元(CPU)、记忆体(memory)、晶片组(chipset)或绘图处理单元(GPU)等，这些电子元件130在运作时皆会产生废热。为了要移除这些电子元件130所产生的废热，将一散热板140(材质为铜或铝合金)放在所有电子元件130上，藉由散热板140来增加这些电子元件130的散热面积。
然而，上述的散热板140的设计方式有其固有的缺点，首先因主机板120上各个电子元件130的高度不一，意即某些被动元件114或其他插槽(图中未示)相对于主机板120的高度往往较高，所以在设计散热板140时，为了避开被动元件114，现有习知经常需要缩减散热板140的面积来避免被动元件114与散热板140之间在结构上互相干涉，但也因为散热板140的面积缩减而导致电子系统100的整体的散热效果变差。此外，受限于一些非散热因素，例如电磁干扰、安全规范或外观设计等，致使形成于机壳110上用以散热的开孔112有其宽度上的限制，因而降低机壳110的内部空间与外界环境的对流能力，进而降低了电子系统100的散热能力。
由此可见，上述现有的无风扇电子系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决无风扇电子系统存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的无风扇电子系统存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设出一种新型结构的具有散热模块的无风扇电子系统，能够改进一般现有的无风扇电子系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型的目的在于，克服现有的无风扇电子系统存在的缺陷，而提供一种新的具有散热模块的无风扇电子系统，所要解决的技术问题是使其散热模块能在无风扇电子系统中，发挥良好的散热效果，从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的具有散热模块的无风扇电子系统，其包括一机壳；一主机板，配设在该机壳之内，并具有一总线、一第一表面及对应的一第二表面；至少一电子元件，配设在该主机板的该第一表面，并电性连接该总线；以及一散热模块，包括一第一导热体，配设在该主机板的该第一表面上，并接触该电子元件；一第二导热体，配设在该机壳之内，并位于该主机板的该第二表面与该机壳之间；以及一第三导热体，将该第一导热体导热性地连接至该第二导热体。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的主机板的该第一表面的法线向量是以大体上相同于重力方向来配设在该机壳之内。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的主机板的该第一表面的法线向量是大体上垂直于重力方向来配设在该机壳之内。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的第一导热体是为平板状。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的第二导热体是为平板状。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的第三导热体是为管状。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的散热模块更包括至少一金属柱，而该第二导热体是经由该金属短柱，而导热性地连接至该主机板的该第二表面。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的金属柱更包括将该第二导热体电性地连接至该主机板的该总线的接地端。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的散热模块更包括一第一导热介层，其配置在该第一导热体及该电子元件之间。
前述的具有散热模块的无风扇电子系统，其中所述的散热模块更包括一第二导热介层，其配置在该第二导热体及该机壳的内壁之间。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本实用新型的主要技术内容如下本实用新型提出一种具有散热模块的无风扇电子系统，包括一机壳、一主机板、至少一电子元件以及一散热模块。此主机板配设在机壳之内，并具有一总线、一第一表面及相对应的一第二表面。电子元件配设在主机板的第一表面，并电性地连接总线。散热模块包括一第一导热体、一第二导热体以及一第三导热体。第一导热体配设在主机板的第一表面上，并接触主机板上的电子元件，第二导热体配设在机壳内，并位于主机板的第二表面与机壳之间，而第三导热体则将第一导热体导热性地连接至第二导热体。
依照本实用新型的较佳实施例所述的具有散热模块的电子系统，上述的线路板的第一表面的法线向量例如是以大体上相同于或垂直于重力方向来配设在机壳之内。
基于上述，本实用新型因采用将散热模块的第一导热体与配设在线路板上的电子元件相接触，并利用第三导热体将第一导热体与第二导热体作导热性地连接，第二导热体则可直接接触或靠近电子系统的机壳，故可使电子元件所产生的废热经由散热模块而传导至电子系统的机壳，再利用机壳来进行散热，因此这些电子元件将可具有最大的散热面积。最终本实用新型的散热模块的设计能在无风扇的电子系统中，发挥良好的散热效果。
经由上述可知，本实用新型是关于一种具有散热模块的无风扇电子系统，其包括一机壳、一主机板、至少一电子元件以及一散热模块。电子元件配设在主机板的一第一表面，并电性地连接线路板的一总线。散热模块包括一第一导热体、一第二导热体以及一第三导热体。第一导热体和电子元件相接触，第三导热体用以将第一导热体导热性地连接至第二导热体。此散热模块能在无风扇电子系统中，发挥良好的散热效果。
借由上述技术方案，本实用新型具有散热模块的无风扇电子系统至少具有下列优点1、本实用新型主要经由散热模块的第二导热体与电子系统的机壳的接触或靠近来进行散热，不但可以增加电子元件的散热面积，同时亦不受机壳开孔在宽度上的限制，并将其他非散热因素，例如电磁干扰规范、安全规范或外观设计等减低至最小。
2、相较于现有习知的电子系统，本实用新型乃是采用两路径来进行散热，故可有效地排除电子元件所产生的废热，使得电子元件不会因温度过高而失效。因此，本实用新型的散热模块能够在无风扇的电子系统中，发挥良好的散热效果。
3、此外，若主机板上的电子元件的配置位置作更动，只要对散热模块的第一导热体重新设计即可，至于散热模块的第二导热体和第三导热体则可不必作改变。如此一来，可减少散热模块在重新设计及制作上的成本。
综上所述，本实用新型特殊结构的具有散热模块的无风扇电子系统，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的无风扇电子系统具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举出多个较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为现有习知的一种无风扇的电子系统的剖面示意图。
图2A为本实用新型的一第一实施例的一种具倒悬式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。
图2B为本实用新型的一第二实施例的一种具横摆式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。
图3为本实用新型的一第三实施例的一种具直立式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。
图4为图2A、图2B及图3的热量传递流程图。
100电子系统 110机壳112开孔 114被动元件120主机板 130电子元件140散热板 200、300、400电子系统210、310机壳220主机板220a第一表面230电子元件
220b第二表面240散热模块240a第一导热体 240b第二导热体240c第三导热体 240d金属柱240e第一导热介层240f第二导热介层g重力 N法线向量具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的具有散热模块的无风扇电子系统其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2A所示，为本实用新型的一第一实施例的一种具倒悬式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。如图所示，电子系统200包括一机壳210、一主机板220以及散热模块240。散热模块240主要包括一第一导热体240a、一第二导热体240b以及一第三导热体240c。此外，第一导热体240a和第二热导体240b例如是平板状，而第二导热体240b包括至少一金属柱240d，其与主机板220的第二表面220b相接触，并导电性地连接至主机板220的总线(图中未示)的接地端，且第一导热体240a和第二热导体240b的材质例如为铜或铝合金。
如图2A所示，第三导热体240c主要作为第一导热体240a和第二导热体240b之间的导热性连接之用，而第三导热体240c的材质亦例如为铜或铝合金，且第三导热体240c可用焊接或接触的方式与第一导热体240a和第二导热体240b相连接。并且，第三导热体240c例如是俗称的热管(Heatpipe)，所以第三导热体240c的形状例如是管状，其内部构造可为多孔性的材质，当热管在制作时是将内部空气抽掉，使其维持真空状态，并且注入少许液体(如水)至热管之内，使其动作时利用液体的相变化来进行热传。
如图2A所示，在本实施例中，主机板220有至少一个电子元件230，并设有一总线(图中未示)。这些电子元件230例如是一微处理器、一中央处理单元(CPU)、一记忆体(memory)、一绘图处理单元(GPU)、一晶片组(chipset)或一特殊应用集成电路(ASIC)。
如图2A所示，在本实施例中，散热模块240更可包括一第一导热介层240e及一第二导热介层240f，其中第一导热介层240e是配置介于第一导热体240a和电子元件230之间，而第二导热介层240f则配置介于第二导热体240b和机壳210之间。由于电子系统200的各个元件(例如机壳210、电子元件230、第一导热体240a及第二导热体240b)的表面并非完全平滑，而是具有粗糙度(roughness)，所以各个元件的表面相接处的地方会有肉眼不可见的空隙(void)存在，这些空隙会对热传造成阻碍，此阻碍称为接触热阻(contact resistance)。因此，导热介层240e及240f的主要功用在于有效地减少接触热阻，其材质例如是多分子材料。
请再参阅图2A，第一实施例的无风扇电子系统200，经由实验测量结果，其最高温度大约较使用现有习知散热板(例如由铝合金所制成)的无风扇电子系统低33℃。
请参阅图2B所示，为本实用新型的一第二实施例的一种具横摆式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。如图所示，此电子系统300所具有的构件及配置均和图2A所述的实施例相同，两者的不同处在于图2A所绘示的实施例的散热模块240，其是配设在电子系统200的上半部，使得主机板220的第一表面220a的法线向量N和重力g方向实质上相同。然而，图2B所绘示的实施例的散热模块240，其是配设在电子系统300的下半部，使得主机板220的第一表面220a的法线向量N与图2A所示相反。
请再参阅图2B，第二实施例的无风扇电子系统300，经由实验测量结果，其最高温度大约较使用现有习知散热板(例如由铝合金所制成)的无风扇电子系统低25℃。
请参阅图3所示，为本实用新型的一第三实施例的一种具直立式主机板的无风扇电子系统的剖面示意图。请同时参阅图2A及图3，此电子系统400所具有的构件及配置均和图2A所述的实施例相同，两者的不同处在于图2A所绘示的实施例的散热模块240，其是配设在电子系统200的上半部，使得主机板220的第一表面220a的法线向量N和重力g方向实质上相同。然而，图3所绘示的实施例的散热模块240是配设在电子系统的侧壁上，且主机板220的第一表面220a的法线向量N和重力g方向实质上互相垂直。
值得注意的是，如图2A、图2B及图3所示，第一导热体240a除了可为一单片构件以外，其亦可由原先已个别配置在这些电子元件230上的多个散热片(图中未示)所构成，并分别和一至多个第三导热体240c相接触。如图2A所示，当电子系统200是为桌上型电子装置时，电子系统200的机壳210的外底壁可具有多个脚垫(图中未示)，其用以避免机壳直接接触桌面或地面。同理，图3的机壳310的外底壁亦可具有多个脚垫(图中未示)。
请参阅图4所示，其为图2A、图2B及图3的电子系统的热量传递流程图。这些电子元件230所产生的废热主要经由两个路径至第二导热体240b。首先，第一种路径为热能经由第一导热介层240e传递至第一导热体240a，再经由第三导热体240c将第一导热体240a的热能传递至第二导热体240b。此外，第二路径为热能先传递至主机板220的内部金属线路，再经由金属柱240d传至第二导热体240b。并且，经由两路径传递至第二导热体240b的热能，其经由第二导热介层240f来传递至机壳210及310，最后传递至机壳210及310的热能则藉由自然对流和辐射而传至外界环境。
综上所述，本实用新型主要经由散热模块的第二导热体与电子系统的机壳的接触或靠近来进行散热，不但可以增加电子元件的散热面积，同时亦不受机壳开孔在宽度上的限制，并将其他非散热因素，例如电磁干扰规范、安全规范或外观设计等减低至最小。相较于现有习知的电子系统，本实用新型是采用两路径来进行散热，故可有效地排除电子元件所产生的废热，使得电子元件不会因温度过高而失效。因此，本实用新型的散热模块能够在无风扇的电子系统中，发挥良好的散热效果。此外，若主机板上的电子元件的配置位置作更动，只要对散热模块的第一导热体重新设计即可，至于散热模块的第二导热体和第三导热体则可不必作改变。如此一来，可减少散热模块在重新设计及制作上的成本。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其包括一机壳；一主机板，配设在该机壳之内，并具有一总线、一第一表面及对应的一第二表面；至少一电子元件，配设在该主机板的该第一表面，并且电性连接该总线；以及一散热模块，包括一第一导热体，配设在该主机板的该第一表面上，并接触该电子元件；一第二导热体，配设在该机壳之内，并位于该主机板的该第二表面与该机壳之间；以及一第三导热体，将该第一导热体导热性地连接至该第二导热体。
2.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的主机板的该第一表面的法线向量是以大体上相同于重力方向来配设在该机壳之内。
3.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的主机板的该第一表面的法线向量是大体上垂直于重力方向来配设在该机壳之内。
4.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的第一导热体是为平板状。
5.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的第二导热体是为平板状。
6.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的第三导热体是为管状。
7.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的散热模块更包括至少一金属柱，而该第二导热体是经由该金属短柱，而导热性地连接至该主机板的该第二表面。
8.根据权利要求7所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的金属柱更包括将该第二导热体电性地连接至该主机板的该总线的接地端。
9.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的散热模块更包括一第一导热介层，其配置在该第一导热体及该电子元件之间。
10.根据权利要求1所述的具有散热模块的无风扇电子系统，其特征在于其中所述的散热模块更包括一第二导热介层，其配置在该第二导热体及该机壳的内壁之间。
专利摘要本实用新型是关于一种具有散热模块的无风扇电子系统，其包括一机壳、一主机板、至少一电子元件以及一散热模块。电子元件配设在主机板的一第一表面，并电性地连接线路板的一总线(总线即汇流排，以下均称总线)。散热模块包括一第一导热体、一第二导热体以及一第三导热体。第一导热体和电子元件相接触，第三导热体用以将第一导热体导热性地连接至第二导热体。此散热模块能在无风扇电子系统中，发挥良好的散热效果。
文档编号G12B15/00GK2731922SQ20042008438
公开日2005年10月5日 申请日期2004年8月11日 优先权日2004年8月11日
发明者顾诗章 申请人:威盛电子股份有限公司