[實用新型]一種熱管強化的電子器件散熱器

無效

• 申請號: 200720170584.2
• 申請日: 2007-11-07
• 公開（公告）號: CN201119226Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 秦彪
• 申請（專利權）人: 秦彪
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/34;H01L23/367;H01L23/427
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及電子器件的散熱技術領域，特別是有由導熱塊、熱管、肋片和風扇組成的散熱器。

背景技術

隨著半導體功率器件、半導體發光器件的功率提高，特別是半導體集成電路晶體管數量的增加，以及工作頻率的增加，其發熱量也隨著增加，當前計算機CPU以及GPU芯片散熱問題已經成了計算機發展過程中的障礙。長期以來，電子器件的散熱不被重視，技術一直處于原始的傳熱概念階段，上世紀六十至七十年代，傳熱技術的研究已經非常完善，只要將其中的研究成果，采用正確的方法，引入電子器件的散熱技術，就可以得到顯著的結果。

現有一種CPU芯片鋁材散熱器：圓柱的一端面為吸熱面，它緊貼在芯片的散熱面上，肋片在圓柱的側面，采用鋁擠出成形，也稱之為太陽花式，風扇在圓柱的另一端吸熱面背對的一側，風扇和圓柱同軸；芯片產生的熱量通過芯片上的散熱面與圓柱上的吸熱面接觸導熱，傳到圓柱，熱量在圓柱內以導熱的方式傳到圓柱側面，再傳到肋片上，風扇驅動空氣，流經肋片，以對流傳熱方式將熱量傳到空氣中散出，圓柱在此僅起導熱作用，因而就稱之為導熱塊。這種結構優點有：由于風扇和圓柱(導熱塊)同軸，風扇驅動空氣，順著圓柱側面、以及肋片流動，有效地減小風扇電機引起的在肋片中空氣流動死區的存在，而嚴重影響肋片內空氣對流傳熱。

這種太陽花式結構的散熱器，當散熱量不高時，有其優點。但一旦散熱量非常高時，問題就會出現，如果通過增加肋片的肋長(肋片根處、靠導熱塊處，到肋片尖處的長度)來加大散熱面積，將導致肋效率下降，既使散熱器外徑加大了，肋片材料用量加大了，而散熱量卻并沒有有效提高；如果通過增加肋片的肋寬(導熱塊高度方向的長度)來增加散熱面積，又會引起空氣流動阻力增大，流經肋片的空氣量減小，還有導熱塊高度增加，這又增加了導熱塊內的導熱熱阻，這都將不利于散熱，最終的結果：散熱器高度尺寸增加，重量增加，成本增加，而散熱量卻得不到有效提高，有可能還會降低。因而說明，簡單的太陽花式結構不適合用于大功率的散熱器。

現用于臺式計算機中的這種CPU散熱器，為了提高散熱量，只好增加整體尺寸，散熱器外徑達到90mm，肋長和肋寬達到30mm，目的就是增加肋片總面積(散熱面積)，達到提高散熱量。這樣大的散熱器，是計算機主板上占主要空間尺寸的器件，散熱器所占的空間，已經成為減小計算機尺寸、緊湊設計中的障礙。

發明內容

本實用新型在上述類型的散熱器基礎上進行重大改進，采用熱管增強熱量傳輸，通過在熱管上加設肋片，再加上巧妙的布置，實現增加肋片數量，在達到增加散熱面積的目的同時，不降低肋效率，又保留原類型的優點。引入強化傳熱結構，優化尺寸，進一步減小散熱器尺寸，降低材料成本的同時，又有效地提高散熱量。通過采用高風壓的離心式風扇或多級軸流式風扇，提高風量，進一步提高散熱量。

本實用新型的技術方案是：散熱器主要部件包括有：導熱塊、內肋片、外肋片、熱管和風扇，導熱塊上有一平整的吸熱面，內肋片設置在導熱塊側面，外肋片在熱管上，風扇設置在和吸熱面背對的一側，本實用新型的特征在于：熱管的蒸發段設置在導熱塊上，熱管的蒸發段和冷凝段之間的熱管中段彎曲，在熱管的冷凝段上設置有外肋片，組成空氣換熱單元，一起呈圓弧形，圍著內肋片，好似外肋片是內肋片在肋長方向上的加長；圍著內肋片，至少有兩段分開的由熱管和外肋片組成的空氣換熱單元。

本實用新型好像是在現太陽花式產品的肋片外圍，增設了一層肋片，所以稱之為外肋片，保留了原類型產品的優點：避免風扇電機所造成的在肋片內空氣流動死區的存在。熱管的蒸發段在導熱塊上，通過接觸導熱，吸取導熱塊上的熱量。由于熱管彎曲半徑受限制，設置在導熱塊上的熱管蒸發段，和呈圓弧圍著內肋片的熱管冷凝段之間的熱管中段，必須呈圓弧線彎曲，彎曲半徑不應低于規定的值。傳到外肋片的熱量是熱管從導熱塊上傳輸來的，利用了熱管的高效熱傳輸特性，外肋片的肋長則是靠熱管冷凝段處到肋尖處的長度，因而外肋片內的熱傳導距離短，肋效率高。說明本實用新型在保留整個散熱器高水平的肋效率的情況下，有效地提高了肋片面積，這將大大地提高散熱量。