新型專利說明書
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※申請案號：
※申請日期： ※ＩＰＣ分類：
一、新型名稱：
碎形散熱片裝置
二、申請人：共人
指定為應受送達人
三、創作人：
◎專利代理人：
四、聲明事項
□主張專利法第二十二條第二項
第一款或第二款規定之事實，其事實發生日期為：
□ 主張專利法第二十七條第一項國際優先權：
□ 主張專利法第二十九條第一項國內優先權：
□ 主張專利法第二十六條微生物：
□ 熟習該項技術者易於獲得，不須寄存
五、中文發明摘要：
本案為一種碎形散熱片裝置，係置於一發熱元件上，具 有一散熱鰭片，其特徵在於該散熱鰭片排列形狀為一碎 形結構，藉以將該發熱元件之熱導出至空氣。
六、英文發明摘要：
七、指定代表圖：
（一）本案指定代表圖為：
（二）本代表圖之元件代表符號簡單說明：
八、新型說明：
[新型內容]
本案為一種碎形散熱片裝置，其特徵在於散熱片的形狀 為一應用數學理論所產生之碎形幾何，與現今市面上所 售之溝槽式散熱片有所區別，其尤指應用在幫助電晶體 邏輯晶片或CPU散熱之散熱片
散熱片的構思源由主要是從散熱面積越大、散熱越佳著 眼，散熱面積越大的板面，從中每單位時間發散出的熱 量就越多，所以發展出多重摺皺式的散熱片形狀以增加 散熱面積“
然而自從積體電路發明以來，以及積體電路從基本的邏 輯電路組到數千數百萬的電晶體邏輯群的進展，積體電 路上的功率消耗及散熱枕一直受到重視，因為散熱不佳 的積體電路模組除了會使得電晶體操作不當之外，而造 成運算錯誤，更甚者會毀損電晶體材料特性，使之運算 功能喪失。所以我們在設計積體電路時，一方面要顧及 到電晶體消耗的功率，另一方面在考慮電晶體真正進入 操作時，我們就必須在積體電路模組外加裝散熱片及散 熱風扇，幫助電晶體把熱往外排出，而不至於電晶體過 熱而產生當機或燒毀等問題。
現今市售之溝槽式散熱片，散熱鰭片11的排列方式如圖 一，此種散熱鰭片11溝槽式的排列，其缺點是散熱面積 不能有效的提昇，我們必須使用其他方法來增加散熱面 積“
SeriLeeX1995年在IEEE所發表的文章中指出，散熱片的 設計不僅考慮熱傳導，尚需考慮熱對流，其中散熱片 的 設計參數如下：
1.設計選用散熱片時考慮下列各種情形 a.周界環境之空氣流量大小
b.壓降之變化高低
c.入風口之幾何斷面形狀之影響 d.系統總共所需之散熱量
e.散熱片本體之最高溫度限制 f.散熱片之最大尺寸限制
g.容器箱體內部留體或空氣之溫度限制 h.散熱片之重量影響限制
i.外觀及成本考量
2.欲得到最佳化之散熱片效益需考慮下列因素 a.散熱鰭片的高度
b.散熱鰭片的長度
c.散熱鰭片之厚度與間距
d.散熱鰭片單位面積內的數量(密度) e.散熱鰭片的形狀(剖面)
f.散熱鰭片半基版之厚度 'g.散熱片之橫截形狀 h.散熱片之材料種類
如上所述，設計散熱片時考慮條件及方向而提出本 案，，本案之目的在於增進散熱片之散熱能力，鑑於習 知技術之缺失，乃一再試驗與改良，終於創作出本案
「碎形散熱片裝置」。我們遂將數學上的碎形產生法應 用在散熱鰭 片的設計，以下為碎形產生法之簡要敘述：
本案以口 -pattern碎形理論特性應用介紹 A.B.Mandebort，1970年所提出，其特性如下：
a.自我相似性(Self-Similarity) b.可再分割性(Self-Divisiblity) c.遞迴性
B.應用特性
a.自動磨拋，加工不同路徑 b.複雜曲面上碎形路徑的影響 C.碎形對熱及傳導的影響
如上所述將以一碎形理論設計一種碎形散熱片裝置係置 於一發熱元件上，使散熱片接觸發熱源。其特徵在於散 熱鰭片排列形狀為一碎形結構，藉以散熱鰭片之大散熱 面積將該發熱元件之熱導出至空氣。該碎形結構係為一 門字型組合成的一幾何結構，藉以增加該散熱片之散熱 面積。該發熱元件係為一電晶體邏輯晶片或是CPU，該電 晶體邏輯晶片或是CPU於操作時產生熱能，藉由該散熱片 將熱導出至空氣，藉此幫助散熱以降低該電晶體邏輯或 是 CPU操作不當而當機。而本案之碎形散熱片裝置較佳 者係為鋁金屬來製作，而可採壓鑄(diecasting)來一體 成型
當然，本案之碎形散熱片裝置之另一特徵則在於該散熱 鰭片排列形狀係由一碎形結構組合而成，藉以將該發熱 元件之熱導出至空氣
本案碎形散熱片設計的準則乃使長、寬、高及葉片厚度 的尺寸與一市售溝槽式散熱片的尺寸一模一樣，但能比 市售溝槽式散熱片擁有更大的散熱面積
本案得藉由下列圖示之說明、俾得更深入之了解；
請參見圖二、圖三及圖四之俯視及立體圖。口碎形的散 熱鰭片可以做各種的組合，可以口形各自獨立於散熱片 上如一階口碎形21，或是連接n形組合成多階之散熱片上 如二階口碎形22或三階n碎形23之圖形，如此可有效增加 散熱片面積
圖二的散熱鰭片31我們稱為一階碎形散熱片，左邊為俯 視圖，右邊為立體圖，係根據口形基本結構組合而成若 加以擴展，更可得圖三之二階碎形結構及圖四之三階碎 形結構。階數愈多，所形成的形狀枕愈複雜，以得到更 多的散熱面積，來提升散熱效果
我們以進一步的溫度測試來了解碎形散熱片的優點 如圖 五之CPU散熱片測試恆溫箱示意圖，其中包含：電源供應 器(Powersupply)71，溫度之電腦顯示器
(Computerdisplay)72，隔熱板(Insulate)73，散熱風扇 (Fan)74，散熱片(Heatsink)75，加熱銅片 (Copper) 76。我們比較不同的散熱片的對加熱銅片 (Copper)76的 散熱程度，測試之樣本以以下四種為例；
A：市售溝槽式散熱片 B：一階碎形散熱片 C：二階碎形散熱片 D：三階碎形散熱片
以下為測試環境以及測試數據報告：
Phoenics套裝軟體數值模擬結果 環境溫度設為350C
CPU發熱瓦數設為20.034瓦(W)
LFPM=I.9m/sec(LFPM為風扇軸向速度)
其中Tcpu表CPU平均溫度(0C)
△T=Tcpu一350C
h表對流係數(W/m20C) R表熱阻(0C/W)
由以上數據為輔證，無論是熱阻R(0C/W)或是熱傳導係數 h(W/m20C)，由本創作知道碎形散熱片可得較優良的效 能，而更高階的碎形散熱片更能發揮本案之更高效率。
在我們可以了解到本案之rl-pattern之碎形散熱片為一 較佳之散熱片實例，比較與市售之溝槽式散熱片同樣的 空間體積下，即長、寬、高皆同等的條件，我們能獲得 更有效率之散熱效果，遂設計本案使得散熱片的效能更 往前一大步，進而提昇電晶體邏輯晶片或CPU的工作能力 當然，在作法上，除了上述圖中所示的實施例之外更可 以利用低階的口碎形加以對稱或組合來產生近似高階的 碎形，這樣的作法同樣可達到增加散熱效果的目的 圖六為利用一階口碎形組合而成的近似二階口碎形的散 熱片的例子，圖中可分辨出四個一階口碎形21。當然各 種變形設計則可為熟悉本技藝人士據以實施，於此不擬 贅述
本案得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾然皆 不脫如附申請書專利範圍所欲保護者
[圖式簡單說明]
圖一習用市售之溝槽式散熱片。
圖二本案一階碎形散熱片之俯視及立體圖。
圖三本案二階碎形散熱片之俯視及立體圖。
圖四本案三階碎形散熱片之俯視及立體圖。
圖五本案CPU散熱片測試恆溫箱示意圖。
圖六本案碎形變更設計。
九、申請專利範圍：
1.一種碎形散熱片裝置，係置於一發熱元件上，具 有一散熱鰭片，其特徵在於該散熱鰭片排列形狀為一碎 形結構藉以將該發熱元件之熱導出至空氣。
2.如申請專利範圍第1項所述之散熱片裝置，其中該 碎形結構係為一ㄇ字型組合成的一幾何結構，藉以增加 該散熱片之散熱面積。
3.如申請專利範圍第1項所述之碎形散熱片裝置，其 中該發熱元件係為一電晶體邏輯晶片，該電晶體邏輯晶 片於操作時產生熱能，藉由該散熱片將熱導出至空氣。
4.如申請專利範圍第3項所述之碎形散熱片裝置，其 中該電晶體邏輯晶片為一半導體電路，於電晶體加電壓 操作時，發出熱能。
5.如申請專利範圍第4項所述之碎形散熱片裝置，其 中該半導體電路為一中央處理器(cpu)。
6.如申請專利範圍第1項所述之碎形散熱片裝置，其 中該形結構係為一三階碎型結構。
7.如申請專利範圍第6項所述之碎形散熱片裝置，其
中該三階碎形結構係為三階ㄇ字碎型結構。
8.如申請專利範圍第1項所述之碎形散熱片裝置，其 中該碎形散熱片裝置係為一金屬碎形散熱片裝置。
9.如申請專利範圍第8項所述之碎形散熱片裝置，其 中該金屬碎形散熱片裝置為一鋁製碎形散熱片裝置。
10.如申請專利範圍第9項所述之散熱片裝置，其中 該鋁製碎形散熱片裝置係以壓鑄(die casting)一體成 型。
11.一種碎形散熱片裝置，係置於一發熱元件上，具 有一散熱鰭片，其特徵在於該散熱鰭片排列形狀係由一 碎形結構組合而成，藉以將該發熱元件之熱導出至空 氣。
12.如申請專利範圍第11項所述之碎形散熱片裝置，
其中該散熱鰭片排列形狀係由該碎形結構對稱組合而 成。
13.如申請專利範圍第11項所述之碎形散熱片裝置，
其中該碎形結構係為一ㄇ字型組合成的一幾何結構，藉 以增加該散熱片之散熱面積。
14.如申請專利範圍第11項所述之碎形散熱片裝置，
其中該發熱元件係為一電晶體邏輯晶片，該電晶體邏輯 晶片於操作時產生熱能，藉由該散熱片將熱導出至空 氣。
15.如申請專利範圍第14項所述之碎形散熱片裝置，
其中該電晶體邏輯晶片為一半導體電路，於電晶體加電 壓操作時，發出熱能。
16.如申請專利範圍第15項所述之碎形散熱片裝置，
其中該半導體電路為一中央處理器(cpu)。
17.如申請專利範圍第11項所述之碎形散熱片裝置，
其中該碎形結構係為一三階碎型結構。
18.如申請專利範圍第17項所述之碎形散熱片裝置，
其中該三階碎形結構係為三階ㄇ字碎型結構。
19.如申請專利範圍第11項所述之碎形散熱片裝置，
其中該碎形散熱片裝置係為一金屬碎形散熱片裝置。
20.如申請專利範圍第19項所述之碎形散熱片裝置，
其中該金屬碎形散熱片裝置為一鋁製碎形散熱片裝置。
21.如申請專利範圍第20項所述之碎形散熱片裝置，
其中該鋁製碎形散熱片裝置係以壓鑄(die casting)一體 成型。
十、圖式：
