[實(shí)用新型]開孔泡沫金屬熱管針翅組合式CPU散熱器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820180252.7
• 申請(qǐng)日: 2008-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN201294224Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建;李鋒祥;李建立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王建;李鋒祥;李建立
• 主分類號(hào): H01L23/34
• 分類號(hào): H01L23/34;H01L23/427;G06F1/20;H05K7/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及散熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特指一種可提高電腦CPU散熱效率的散熱器。

背景技術(shù)

電子散熱關(guān)系到電子設(shè)備的可靠性和壽命，是影響當(dāng)今電子工業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。伴隨著電子產(chǎn)業(yè)高性能、微型化、集成化的三大發(fā)展趨勢(shì)，散熱問題越來(lái)越突出。尤其是對(duì)于熱負(fù)荷敏感度較高的CPU而言，熱量在芯片處的累積將嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性和使用壽命。有研究表明，單個(gè)電子元件的工作溫度如果升高10e，其可靠性則會(huì)減少50％；而CPU失效問題的55％都是由于過熱引起的。目前，高頻的Pentium43.2E已突破100W功耗大關(guān)，Smith-field核心Pentium?D雙核處理器的功耗更是攀至130W。根據(jù)Intel的首席技術(shù)官Patrick?Gelsinger的預(yù)測(cè)，如果芯片中的晶體管數(shù)量以現(xiàn)在的速率一直增長(zhǎng)下去，到2015年就要和太陽(yáng)表面一樣熱，這當(dāng)然是不可想象的。因此，為了使CPU發(fā)揮最佳性能并保證其可靠性，研究實(shí)用高效的CPU散熱方法也就成為了日益重要和緊迫的問題。

利用熱管的CPU散熱裝置作為一種新型的CPU散熱技術(shù)發(fā)展日益迅速，熱管的優(yōu)勢(shì)在于其優(yōu)良的導(dǎo)熱性和等溫性，熱響應(yīng)速度快，質(zhì)量輕且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。張濤等人在“相變裝置中填充泡沫金屬的傳熱強(qiáng)化分析”(制冷學(xué)報(bào)，2007，10(2)：13)中報(bào)道，采用泡沫金屬作為填充材料，作為相變儲(chǔ)能裝置填充材料大大增強(qiáng)了儲(chǔ)能裝置各個(gè)方向上的傳熱性能及儲(chǔ)能效率，提高了裝置內(nèi)的溫度均勻性，使得熱量能迅速被相變材料所吸收，其整體效果要優(yōu)于翅片。

綜合考慮現(xiàn)今有效的散熱技術(shù)，將其合理的應(yīng)用于CPU的散熱中，是CPU散熱技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種重量輕、體積小、散熱效率高的CPU散熱器，以滿足功耗日益攀升的CPU散熱的緊迫需要。

本實(shí)用新型由底座、開孔泡沫金屬、集氣室、中空針翅組成。底座中空，開孔泡沫金屬設(shè)置在底座的空腔中，開孔泡沫金屬上部有一小段集氣室，集氣室與設(shè)置在上方的若干散熱區(qū)中空針翅的空腔相連通。在底座空腔中注入液體，抽真空，從而形成以底座和開孔泡沫金屬為熱端、中空針翅為冷端的組合熱管結(jié)構(gòu)。

對(duì)于吸熱區(qū)底座采用的開孔泡沫金屬，以其作為熱端，即可減輕結(jié)構(gòu)重量，又保證了工作介質(zhì)在其中的良好滲透性。開孔泡沫金屬可選用開孔泡沫鋁。開孔泡沫鋁具有高孔隙率、高通孔率、低密度、高比表面積、孔徑范圍寬及孔徑較大的特點(diǎn)，通孔率可達(dá)60％，密度0.9g/cm3，是一類新型多孔質(zhì)功能材料。

對(duì)于散熱區(qū)中空針翅采用正方形截面中空結(jié)構(gòu)，有利于空腔中注入的液體工作介質(zhì)凝結(jié)后沿針翅內(nèi)壁棱角回流。根據(jù)應(yīng)用條件，空腔中注入的工作介質(zhì)可選用水、酒精、R123等常規(guī)介質(zhì)。中空針翅頂端可設(shè)置多層散熱片，可進(jìn)一步加強(qiáng)其散熱效果。另外，在中空針翅頂端或側(cè)面可以設(shè)置風(fēng)扇，可保證熱量及時(shí)被對(duì)流空氣帶走，同樣起到進(jìn)一步強(qiáng)化散熱的效果。

可以根據(jù)熱源發(fā)熱功率、工作溫度和開孔泡沫鋁的結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算工作介質(zhì)用量、充液率和風(fēng)扇風(fēng)量，并確定針翅排布方式和結(jié)構(gòu)參數(shù)。該組合形式熱管可采用熱型連鑄與焊接工藝制造。

本實(shí)用新型綜合了熱管和泡沫金屬兩種高效的散熱技術(shù)，將熱傳導(dǎo)、相變傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱在同一裝置中實(shí)現(xiàn)。通過采用導(dǎo)熱系數(shù)高、加熱面積大的開孔泡沫金屬作為填充材料，降低熱傳導(dǎo)和相變傳熱熱阻，且可大大增強(qiáng)儲(chǔ)能裝置各個(gè)方向上的傳熱性能及儲(chǔ)能效率，提高裝置內(nèi)的溫度均勻性，使得熱量能迅速被相變材料所吸收；通過正方形截面中空針翅，保證熱管工作介質(zhì)的冷凝與回流；還可加入風(fēng)扇，將針翅散發(fā)的熱量及時(shí)通過對(duì)流空氣帶走，進(jìn)一步提高其散熱效率。

采用這種結(jié)構(gòu)后，使得本實(shí)用新型可利用開孔泡沫金屬快速吸收熱量，利用注入空腔內(nèi)的液體將吸收的熱量快速發(fā)散，大大提高散熱器的散熱效率。同時(shí)由于采用開孔泡沫金屬，因此裝置的重量輕；且整體裝置的體積小。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型開孔泡沫金屬熱管針翅組合式CPU散熱器剖面圖。

圖中：1.熱源，2.底座，3.開孔泡沫金屬，4.集氣室，5.中空針翅，6.散熱片。

具體實(shí)施方式