[發(fā)明專利]一種肋線式散熱器及制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310080284.5
• 申請(qǐng)日: 2013-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103199066A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦吉忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 秦吉忠
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L21/48
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體電子器件散熱技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

眾所周知，現(xiàn)今半導(dǎo)體電子技術(shù)飛速發(fā)展，尺寸小，工作頻率或功率卻在不斷增大，大的溫升陡趨明顯，為了使其更好、更穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的工作運(yùn)行，設(shè)計(jì)配置科學(xué)合理的散熱設(shè)備至關(guān)重要，例如計(jì)算機(jī)CPU芯片、顯卡芯片等，特別是現(xiàn)今發(fā)展如火如荼的半導(dǎo)體固態(tài)照明燈具芯片散熱猶為顯著，其80％以上的電能轉(zhuǎn)化為熱量，溫度每升高2℃，其壽命減少10％，解決其散熱迫在眉捷。

傳熱和散熱技術(shù)發(fā)展了近百年，業(yè)內(nèi)人士還是一輩輩繼承著祖輩的基業(yè)，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造方法，雖然能夠勉強(qiáng)解決散熱問(wèn)題，但是，散熱器產(chǎn)品沉重，尺寸超大，生產(chǎn)工藝多，必然導(dǎo)致材料浪費(fèi)多和不菲的價(jià)格，這與當(dāng)今大力推崇和倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保型和節(jié)約型工業(yè)發(fā)展思路是相悖的，輕重量、低成本、高性能的散熱設(shè)備將是時(shí)代需求的寵物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種最佳的結(jié)構(gòu)和廉價(jià)的制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種肋線式散熱器包括有肋線和導(dǎo)熱固定板或包箍套，肋線包括肋腳和肋身，肋線采用沖壓折彎成型工藝制成各種形狀或采用繞簧工藝?yán)@制成彈簧形狀，導(dǎo)熱固定板采用沖壓工藝制成的網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，包箍套采用擠出工藝成型或采用易加工金屬薄管裁切而成，采用數(shù)多肋線的肋腳端插入導(dǎo)熱固定板上的孔內(nèi)，再采用焊接方法焊接固定連接結(jié)構(gòu)；或采用將數(shù)多肋線的肋腳段靠緊成一捆，外套上包箍套，再采用縮緊制具工藝，將包箍套縮緊結(jié)構(gòu)，最后采用車削或磨削加工散熱器傳熱接觸面，至所有肋腳端面與導(dǎo)熱固定板底面或包箍套底端面整齊光潔。

本發(fā)明肋線式散熱器的肋線，采用鋁質(zhì)、或銅質(zhì)、或銅鋁復(fù)合材料的各種形狀截面的線材，其截面積S1大于2m?m²，小于30m?m²，為了保證肋線的肋腳與半導(dǎo)體元器件的導(dǎo)出傳熱面有足夠的接觸傳熱面積，肋腳的截面最好采用圓形，肋腳的平均間隙e1小于15mm，數(shù)多肋腳端面的總截面積n?S1，是半導(dǎo)體元器件的導(dǎo)出傳熱面積S的1到6倍，為了使數(shù)多肋線肋腳的端面都能直接或最近與小尺寸的半導(dǎo)體元器件的導(dǎo)出傳熱面接觸傳熱，肋腳間盡量靠近設(shè)置。肋線采用沖壓工藝或繞簧工藝制成很多形狀，增加了肋線長(zhǎng)度，即增加了散熱面積，同時(shí)散熱器的整體尺寸變小了，變得更加緊湊，造形千變?nèi)f化。數(shù)多肋線的肋身，在一個(gè)平面上呈圓半徑向外輻射狀，在縱面上呈層疊式，層層間呈錯(cuò)列式結(jié)構(gòu)設(shè)置；或數(shù)多肋身呈球形半徑向外輻射式結(jié)構(gòu)設(shè)置；或數(shù)多肋身平行與肋腳豎直結(jié)構(gòu)設(shè)置，相鄰肋身間的平均間隙e2大于2mm，小于30mm，使本發(fā)明肋線式散熱器的散熱肋線肋身部分更加通透，提高了肋身與空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，大大地提高了散熱性能。

本發(fā)明肋線式散熱器的導(dǎo)熱固定板，采用鋁、或銅、或銅鋁復(fù)合板材，其厚度大于2mm，小于20mm；包箍套采用鋁、或銅、或銅鋁復(fù)合材料，其高度大于2mm，小于30mm。肋腳與導(dǎo)熱固定板焊接方法，可以是表面都采用鍍鎳工藝處理，再采用錫焊工藝焊接，或采用鋁焊或銅焊工藝直接焊接。

采用同樣重量的純鋁，制成的同等表面積的冷鍛肋柱式和肋片式一體結(jié)構(gòu)(所稱一體，是肋柱或肋片與導(dǎo)熱板為一體成型結(jié)構(gòu))的散熱器，在同一個(gè)有限測(cè)試環(huán)境，同時(shí)做同功率熱工測(cè)試，結(jié)果是肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器散熱效果較好。分析得出：一、肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器的肋柱與導(dǎo)熱板的交接傳熱面積較大；二、肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器較肋片式一體結(jié)構(gòu)散熱器通透性更好。又將肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器的每根肋柱的靠近腳端向外一層層折彎，增加肋柱間的平均間距，平均間距大致增大2倍，散熱器高度尺寸減小，橫向尺寸增大了，測(cè)得散熱效果較之前狀態(tài)提高了25％。分析得出，散熱器的散熱性能，與肋柱或肋片與周圍空氣的對(duì)流換熱系數(shù)有關(guān)，散熱器的散熱肋柱或肋片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得越通透，空氣對(duì)流換熱系數(shù)越高。實(shí)驗(yàn)所述樣品都是采用純鋁冷鍛工藝制成，冷鍛工藝是先用板材料沖成圓餅毛坯料，每一件就有四直角料浪費(fèi)，毛坯料再放入冷鍛壓機(jī)鍛壓成半成品散熱器，還必需得采用車加工工序，又有車削浪費(fèi)，就光材料浪費(fèi)率就達(dá)40％。如果為了提高冷鍛肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器25％的散熱性能，則還必須像做實(shí)驗(yàn)樣件一樣，增加將肋柱一排排折彎的工序，這道工序又不容易設(shè)計(jì)治具和采用機(jī)械操作來(lái)一步操作完成，所以費(fèi)工費(fèi)時(shí)，增加的費(fèi)用不菲。綜上所述，本發(fā)明采用金屬線材來(lái)替代設(shè)計(jì)冷鍛肋柱式一體結(jié)構(gòu)散熱器的肋柱，所以本發(fā)明中稱為肋線式，采用將數(shù)多肋線肋腳端插入設(shè)置在網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱固定板孔內(nèi)，再采用焊接方法來(lái)固定連接、或用包箍套來(lái)捆綁數(shù)多肋線肋腳段，最后采用車削或磨削加工使全部肋腳端面整齊光潔。

附圖說(shuō)明