[實用新型]開孔泡沫金屬熱管針翅組合式CPU散熱器

無效

• 申請號: 200820180252.7
• 申請日: 2008-12-01
• 公開（公告）號: CN201294224Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 王建;李鋒祥;李建立
• 申請（專利權）人: 王建;李鋒祥;李建立
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L23/427;G06F1/20;H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及散熱設備技術領域，特指一種可提高電腦CPU散熱效率的散熱器。

背景技術

電子散熱關系到電子設備的可靠性和壽命，是影響當今電子工業發展的一個瓶頸。伴隨著電子產業高性能、微型化、集成化的三大發展趨勢，散熱問題越來越突出。尤其是對于熱負荷敏感度較高的CPU而言，熱量在芯片處的累積將嚴重影響其穩定性和使用壽命。有研究表明，單個電子元件的工作溫度如果升高10e，其可靠性則會減少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，Smith-field核心Pentium?D雙核處理器的功耗更是攀至130W。根據Intel的首席技術官Patrick?Gelsinger的預測，如果芯片中的晶體管數量以現在的速率一直增長下去，到2015年就要和太陽表面一樣熱，這當然是不可想象的。因此，為了使CPU發揮最佳性能并保證其可靠性，研究實用高效的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散熱技術發展日益迅速，熱管的優勢在于其優良的導熱性和等溫性，熱響應速度快，質量輕且結構簡單。張濤等人在“相變裝置中填充泡沫金屬的傳熱強化分析”(制冷學報，2007，10(2)：13)中報道，采用泡沫金屬作為填充材料，作為相變儲能裝置填充材料大大增強了儲能裝置各個方向上的傳熱性能及儲能效率，提高了裝置內的溫度均勻性，使得熱量能迅速被相變材料所吸收，其整體效果要優于翅片。

綜合考慮現今有效的散熱技術，將其合理的應用于CPU的散熱中，是CPU散熱技術的一種發展趨勢。

發明內容

本實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，集氣室與設置在上方的若干散熱區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構。

對于吸熱區底座采用的開孔泡沫金屬，以其作為熱端，即可減輕結構重量，又保證了工作介質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，通孔率可達60％，密度0.9g/cm3，是一類新型多孔質功能材料。

對于散熱區中空針翅采用正方形截面中空結構，有利于空腔中注入的液體工作介質凝結后沿針翅內壁棱角回流。根據應用條件，空腔中注入的工作介質可選用水、酒精、R123等常規介質。中空針翅頂端可設置多層散熱片，可進一步加強其散熱效果。另外，在中空針翅頂端或側面可以設置風扇，可保證熱量及時被對流空氣帶走，同樣起到進一步強化散熱的效果。

可以根據熱源發熱功率、工作溫度和開孔泡沫鋁的結構參數，計算工作介質用量、充液率和風扇風量，并確定針翅排布方式和結構參數。該組合形式熱管可采用熱型連鑄與焊接工藝制造。

本實用新型綜合了熱管和泡沫金屬兩種高效的散熱技術，將熱傳導、相變傳熱、對流傳熱和輻射傳熱在同一裝置中實現。通過采用導熱系數高、加熱面積大的開孔泡沫金屬作為填充材料，降低熱傳導和相變傳熱熱阻，且可大大增強儲能裝置各個方向上的傳熱性能及儲能效率，提高裝置內的溫度均勻性，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，保證熱管工作介質的冷凝與回流；還可加入風扇，將針翅散發的熱量及時通過對流空氣帶走，進一步提高其散熱效率。

采用這種結構后，使得本實用新型可利用開孔泡沫金屬快速吸收熱量，利用注入空腔內的液體將吸收的熱量快速發散，大大提高散熱器的散熱效率。同時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。

附圖說明

圖1是本實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。

具體實施方式