[實用新型]一種扁形電子芯片散熱器

無效

• 申請號: 200720172087.6
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN201156534Y
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 秦彪
• 申請（專利權）人: 秦彪
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;G06F1/20;H05K7/20
• 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散熱的裝置，特別是外形扁平，采用有熱管和離心式風扇，主 要用于便攜式電子產品，如筆記本式計算機中的電子芯片的散熱。

背景技術

筆記本式計算機的厚度越來越薄，計算機中的發熱量越來越大，特別是中央處理器芯片 CPU和圖像處理器芯片GPU的發熱量顯著增加。散熱已成為筆記本式計算機性能提高發展 的瓶頸，散熱器的體積已占筆記本式計算機中相當大的空間，筆記本式計算機厚度減小，受 到散熱器厚度尺寸的限制。減小散熱器尺寸，減小其所占的有效空間，使之更緊湊，并有效 提高計算機整體散熱量以及減輕重量，是筆記本式計算機進一步發展的關鍵之一。

現筆記本式計算機中用的散熱器的結構是：配有風罩的離心式風扇，一般采用蝸殼式風 罩，構成集中出風口，散熱器的空氣對流擴展換熱面(都采用肋片式結構，簡稱肋片)，就 設置在出風口，通常都采用熱管，將主板上的CPU產生的熱量傳輸到出風口上的肋片上。 這樣的結構布置，深受工業空氣換熱器和現其他民用電器產品設計影響，再考慮到筆記本計 算機中的扁平要求。這樣的散熱器問題有：出風口都設在機殼的側面，如果被堵死，熱量就 散不出來；經風扇驅動的空氣經過肋片，直接排出，沒有進一步被利用。蝸殼式風罩占有風 扇的大部分空間，而且是空置的，其作用僅僅是空氣導流擴壓，為了減小風罩所占空間，并 且增大出風口寬度(以增加肋片排列長度)，風罩并非標準的蝸殼形，因而空氣在風罩內被 導流擴壓的過程中，渦流損失非常大，將減小空氣流量，并且出風口處空氣流動分布不均勻， 這都對散熱不利。

由于受布線要求的限制，CPU在主板上的位置有要求，不能設置在主板的靠角邊上，應 該在中間位置，這樣從出風口上的肋片到CPU位置有一段距離。對于熱管來說，由于受熱 管內毛細管結構的虹吸力的限制，管內工質液體回流速度有限，即熱量傳輸有限，蒸發段和 冷凝段之間的距離越大，熱量傳輸越低。對于某些散熱器，由于CPU位置和散熱器位置的 限制，以及熱管彎曲半徑的限制，肋片不能直接焊在熱管上，這不僅增加了熱傳導的中間過 程(即熱阻)，工藝制造要求及成本也增加了。

發明內容

為克服以上問題，本實用新型通過改變空氣對流擴展換熱面設置位置，可省去風扇的風 罩，省去了導流擴壓所占的空間，和風罩材料所占空間、重量以及成本；風扇可以緊靠電子 芯片(CPU)，減小(或省去)熱管冷凝段和蒸發段之間的距離。引入強化傳熱結構，進一 步減小空氣對流擴展換熱面的尺寸，更加合理優化結構，使散熱器不僅結構簡單、成本低、 重量輕，而且尺寸更小，結構更緊湊，散熱量將更高。

本實用新型的技術方案是：散熱器主要構成包括有：冷卻板、熱管、空氣對流擴展換熱 面以及風扇；風扇為離心式，其中有葉輪和電機；熱管的蒸發段在冷卻板上，冷卻板有一平 整面，將緊貼在被冷卻的電子芯片的散熱面上，散熱器整體呈扁形。本實用新型的特征是： 空氣對流擴展換熱面采用了肋片式或針柱式結構，直接焊接或粘結在熱管的冷凝段上；熱管 的冷凝段有彎曲成圓弧形，該圓弧形冷凝段上的空氣對流擴展換熱面圍著風扇的葉輪，正對 著葉輪出風口；圍著葉輪的空氣對流擴展換熱面，由一段或數段組成，各段弧度之和大于 180°。

肋片式結構的空氣對流擴展換熱面應用最廣泛，是一種最有效增大換熱面，減小空氣換 熱器尺寸，使之緊湊的結構，如空調中的空氣換熱器(冷凝器和蒸發器)，以及工業大型空氣 換熱器中都采用肋片式結構，現CPU散熱器中也采用這種結構。針柱式結構，由于制造工藝 成本問題，應用不廣，但是針柱式結構本身具有強化傳熱特點，其空氣對流換熱系數是連續 面肋片的二倍還多，針對本實用新型所應用的領域，散熱器尺寸小巧緊湊非常之重要，本實 用新型中采用針柱式結構的空氣對流擴展換熱面，將有效地減小散熱器所占的面積和空間。

空氣對流擴展換熱面直接焊接或粘接在熱管的冷凝段上，包括了由工藝需要兩者之間夾 有墊片，該墊片的存在不增加兩者之間的傳熱熱阻。直接焊接或粘接，減去了中間傳熱過程 (即熱阻)，還減去了材料成本和工藝成本。焊接可有效消除兩者之間的接觸熱阻，一般采用 錫焊(錫釬焊)，但焊接溫度高，存在高溫熱管爆炸的危險。粘接工藝溫度低，無爆炸危險， 但采用的粘膠必須導熱率高，兩者之間的接觸面積要盡可能大，要壓緊粘接，減小兩者之間 的間隙。對于針柱式結構，不宜采用粘接工藝。