專利名稱：散熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種散熱裝置，特別指設置于中央處理器的堆棧型散熱鰭片的散熱裝置，其混合有兩種不同材質鰭片組，且以最佳的群組比例交錯設置。
背景技術：
由于計算機及電子科技朝向功能強及速度快的方向快速發(fā)展，其中央處理器(CPU，central processing unit)在運算過程中會產生熱能，一般作法是于中央處理器的表面上組裝一散熱器，并于其散熱鰭片上再組裝一風扇，而使中央處理器所產生的熱能傳導至散熱鰭片上，再藉由風扇產生的冷空氣吹送至多個散熱鰭片的間隙中進行散熱。
同時，適應中央處理器的高散熱要求，其發(fā)展趨勢漸漸朝向堆棧式鰭片以增加散熱面積，并且由純鋁質改為混合式散熱器(鋁與銅)或純銅質散熱器以增加導熱效果。其主要原因乃由于銅質(包括合金銅)的熱傳導系數幾乎是鋁(包括鋁合金)的兩倍，其散熱效果較好。
然而，由于銅的比重遠遠超過鋁，因此全銅散熱器比常見的鋁散熱器要重的多，大小差不多的兩種散熱器的重量相差一倍以上。過重的散熱器在搬運計算機時，有可能會因震動過大而脫落，或者對中央處理器產生直接的沖擊損壞。有的中央處理器的制造商即規(guī)定當散熱器重量超過300克的時候，就要取下CPU散熱器后才能搬運計算機，這當然造成使用者一定的麻煩。為了避免全銅散熱器在重量上的問題，一些廠家采用銅底鋁鰭的設計方式，在靠近CPU核心的地方使用銅板增強熱傳導，而上面的鰭片則仍然選用鋁材料，以減輕散熱器的重量。其效果雖然有改善，仍是有限。
另一面，價格因素也是影響銅質散熱器普及的主要因素。銅的質地很軟，加工不易，無法像鋁那樣采用熱鋁擠壓的工藝以成批生產，有的采用精密鑄造，有的則采用分割制作然后通過套嵌的方式將底座和鰭片連接起來。正因為銅質散熱器加工難度大、工藝復雜，所以這類產品銷售的價格明顯要高出鋁質散熱器一大節(jié)，通常同樣效果，銅質的價格約為鋁質的四倍。然而，另一面鋁的耐腐蝕性又比銅略優(yōu)。
是以，由上可知，上述現有的散熱裝置，特別是銅鋁混合式，在實際制造時，需考量熱傳導系數、比重、價格、耐腐蝕性等諸多因素，顯然具有可改善之處，以取得最佳化比例。

發(fā)明內容
本實用新型的主要目的在于提供一種散熱裝置，其散熱鰭片中交錯設置有兩種不同材質的鰭片組，并且在熱傳導效能、重量、及成本的考量因素中取得兩鰭片組特別是銅質及鋁質鰭片的最佳比例。
為達到上述的目的，本實用新型提供一種散熱裝置，設置于一處理器單元上方；該處理器單元具有一處理器芯片及一整合傳導熱能的導熱板設置于該處理器芯片上方；該散熱裝置至少包括第一組鰭片，兩組第二組鰭片；該第一組鰭片的導熱系數大于該第二組鰭片的導熱系數，該第一組鰭片與該第二組鰭片交錯并排設置且設置于第二組鰭片的中間；及一導熱件連接于該第一組鰭片及該第二組鰭片的下方；其中該第一組鰭片的寬度大于該處理器芯片的寬度并且小于該導熱板的寬度。
茲配合圖式將本實用新型的較佳實施例詳細說明如下，但是此等說明僅用來說明本實用新型，而非對本實用新型的權利范圍作任何的限制。


圖1為本實用新型的散熱裝置立體分解圖；圖2為本實用新型的散熱裝置組合側視圖；圖3為本實用新型替換不同數量銅質鰭片并仿真量測主機內的溫度的數據表格；圖4為根據圖3以主機內溫度為Y軸、銅質鰭片數量為X軸所制得的坐標圖。
具體實施方式
請參閱圖1，為本實用新型的散熱裝置立體分解圖。該散熱裝置1包括一風扇10、一固定座20、多片堆棧式鰭片30、一導熱件40連接于該多片鰭片30下方、以及一框架50設于其下方。該固定座20固定該風扇10于該鰭片30上，該框架50下端固定于計算機的處理器單元70上。
該散熱裝置1進一步可設置多個導熱管60于該導熱件40及該鰭片30之間。請參閱圖2，為本實用新型的散熱裝置組合側視圖。本實用新型中該多片鰭片30由第一組鰭片32及兩組第二組鰭片34以交錯并排設置方式而組成的，該第一組鰭片32與該第二組鰭片34的主要特征在于第一組鰭片32的導熱系數大于第二組鰭片34的導熱系數，在本實用新型的實施例中該第一組鰭片32的材質為銅或銅合金并且第二組鰭片34為鋁或鋁合金，其考量因素在于材料成本及制造成本。
該處理器單元70通常包括有一插座80連接于一電路板82上、一基板76設置于該插座80上、一處理器芯片(CPU die)74設置于該基板76上、以及一導熱板72(integrated heat spreader，IHS)設置于該處理器芯片74上用以傳導該處理器芯片74的熱能到該散熱裝置1上。
本實用新型的散熱裝置經由Flotherm的熱傳仿真分析軟件(在電子熱傳設計應用領域的常用軟件，4.1版)的分析，仿真條件為環(huán)境溫度38℃、CPU功率88瓦、風扇4300 RPM(轉/分)、鰭片總數48片、鰭片高度36毫米、厚度0.4毫米、鰭片間距1.6毫米。分別將設置于該兩組第二組鰭片34中間的第一組鰭片32以每加四片為單位，替換0，4，8，12，16，20，24，28片銅質鰭片，仿真量測主機內的溫度，得到圖3中的數據結果，再將其結果以主機內溫度為Y軸、第一組鰭片數量(銅質鰭片數量)為X軸，得到如圖4的坐標圖。
分析圖4的坐標圖，發(fā)現其主要具有二段近似直線的不同斜率段落L1及L2，其中L1的斜率大于L2的斜率，意即，當第一組鰭片32(銅質鰭片)數量位于0至16片之間時，其溫度下降比較銅質鰭片數量位于20至28片之間時，降得比較明顯，更有效率，較有效率段落L1的最大數目為16片。再經過觀察，發(fā)現第一組鰭片32，亦即銅質鰭片16片的總寬度乃略大于處理器芯片74的總寬度D1，并占全部鰭片數的約三分之一。
因此根據上述仿真實驗，分析其中該中間部份的銅質鰭片32總寬度的最佳值，乃是其總寬度當略大于處理器芯片74的寬度D1時，散熱效果改善得較有效率。另一面，處理器芯片74的熱能乃是藉由該導熱板72所傳導，因此交錯設置于第二組鰭片34之間的第一組鰭片32的總寬度倘若超過于該導熱板72的寬度D2，則傳導效率較無法提升。因此由上述仿真分析可知，具有最佳散熱的第一組鰭片數量，乃是其總寬度略大于處理器芯片74的寬度D1，并且小于該導熱板72的寬度D2，此為本實用新型的散熱效果及制造成本考量的平衡點。
因此由上述得知，本實用新型的特點乃是于散熱鰭片中交錯設置有導熱系數較佳的第一組銅質鰭片，分析其具最佳改善散熱效果的數量，經過Flotherm熱傳仿真分析軟件進行仿真，分析數據發(fā)現在熱傳導改善效果、重量、成本的因素中，得到最佳第一組鰭片總寬度的范圍，使得本實用新型的散熱裝置比現有純鋁的散熱裝置具有更良好散熱效率，而比純銅的散熱裝置具較低廉的價格。
綜上所述，以上所揭露者，僅為本實用新型較佳實施例而已，自不能以此限定本實用新型的權利范圍，因此依本實用新型申請范圍所做的均等變化或修飾，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
權利要求1.一種散熱裝置，設置于一處理器單元上方，該處理器單元具有一處理器芯片及一整合傳導熱能的導熱板設置于該處理器芯片上方，其特征在于該散熱裝置至少包括第一組鰭片；兩組第二組鰭片，該第一組鰭片的導熱系數大于該第二組鰭片的導熱系數，該第一組鰭片與該第二組鰭片交錯并排設置且設置于第二組鰭片的中間；及一導熱件連接于該第一組鰭片及該第二組鰭片的下方；其中該第一組鰭片的寬度大于該處理器芯片的寬度并且小于該導熱板的寬度。
2.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征是該第一組鰭片的材質為銅或銅合金。
3.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征是該第二組鰭片的材質為鋁或鋁合金。
4.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征是該第一組鰭片的材質為銅或銅合金，并且該第二組鰭片的材質為鋁或鋁合金。
5.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征是該散熱裝置還包括一風扇、一固定座用以容置該風扇且固定于該散熱器上方、及一框架用以容置該散熱器且固定于該處理器單元上。
6.根據權利要求5所述的散熱裝置，其特征是該散熱裝置還包括有多個導熱管連接該導熱件于該鰭片。
專利摘要一種散熱裝置，設置于一處理器單元上方；該處理器單元具有一處理器芯片及一整合傳導熱能的導熱板設置于該處理器芯片上方；該散熱裝置至少包括有一鰭片模塊及一導熱件連接于該鰭片模塊下方。該鰭片模塊包括有第一組鰭片及兩組第二組鰭片，該第一組鰭片的導熱系數大于該第二組鰭片的導熱系數，該第一組鰭片與該第二組鰭片交錯設置且設置于第二組鰭片的中間，并且該第一組鰭片的寬度大于該處理器芯片的寬度并且小于該導熱板的寬度。
文檔編號H01L23/34GK2681326SQ200320100679
公開日2005年2月23日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權日2003年11月20日
發(fā)明者胡軍良 申請人:東莞莫仕連接器有限公司, 莫列斯公司