[發明專利]一種高性能散熱器及其翅片布置方法

在審

• 申請號: 201710057035.2
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106839852A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 饒宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00;H05K7/20
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種高性能散熱器及其翅片布置方法。

背景技術

隨著現代電子設備(如中央處理器CPU)向大功率化、小型化的方向發展，人們對電子設備冷卻技術提出了更高的要求，以確保電子設備工作在許可的溫度范圍內，使電子設備工作具有充分的可靠性和壽命。

然而，現有散熱器存在以下問題：

電子設備的散熱/冷卻系統通常都配置有散熱器，現有的散熱器大多數使用的是具有一定厚度的平直翅片，這些直翅片一般均勻并列布置在散熱器基板上，相鄰的直翅片之間形成冷卻空氣流道。翅片通過釬焊方式固定在基板上。

如現有的實用新型專利“翅片底折面金屬一體化散熱器”(申請號：01200624.6)，以及實用新型專利“共用散熱裝置”(申請號：200620012540.2)，以及發明專利“一種散熱器”(申請號：201180001950.0)，涉及到一種用來對兩個CPU進行冷卻的散熱器，該散熱器由兩個基板、多個散熱肋片，以及熱管組成。該基板和肋片由銅或鋁加工而成。散熱肋片通過底部壁面焊接固定在基板上，每個肋片呈型，基板上橫向之間的肋片頂部相扣而成一個整體散熱器。肋片之間的空隙形成流道，熱量通過對流方式從肋片側壁面、頂部壁面和底部壁面傳遞給冷卻氣流。

冷卻空氣在風機的驅動下流過散熱器翅片間的流道，帶走熱量從而降低基板溫度，但也相應產生了流動壓降損失。對于散熱器翅片間的冷卻空氣流動，隨著翅片表面流動和熱邊界層的發展氣流與翅片間的對流傳熱效率不斷降低，因此散熱器性能受到限制。對于現有的散熱器，如需進一步提高散熱器性能，需要加大冷卻空氣流速，但這同時會帶來更大的流動損失和壓降，使得風機功率大幅增大，風機的噪聲也變得更大。這與電子設備追求更加節能和靜音的設計目標要求不符。

因此，在一定風機功率條件下提高散熱器熱性能是個挑戰性任務，需要根據冷卻流體流動傳熱過程的特點相應匹配翅片的參數，并優化翅片的結構和布置，以提高散熱器性能。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠在不額外增加風機功耗條件下提高散熱器性能的技術。

為實現上述目的，本發明提供了一種高性能散熱器，包括多個翅片，各個翅片具有不同的厚度，其中，沿氣流的流動方向，下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游的翅片的厚度相對于上游的翅片的厚度依次減薄。

進一步地，所述多個翅片呈錯列排列。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游的翅片與上游的翅片之間呈錯列排列。

進一步地，相對于上游翅片，下游翅片橫向偏置0.1mm～1/2的翅片間距。

進一步地，沿氣流的流動方向，所述多個翅片包括多組翅片，其中任一組翅片的長度與另一組翅片的長度不同。

進一步地，所述多個翅片包括位于第一組翅片和第二組翅片，第一組翅片中單個翅片的厚度為0.2～0.8mm，長度為10～100mm；第二組翅片中單個翅片的厚度為0.1～0.3mm，長度為10～100mm。

進一步地，所述翅片的頂部折面被設置為搭扣在相鄰的翅片上，翅片之間形成冷卻通道，使得所述冷卻通道的寬度即翅片間距為1.0～5.0mm。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游翅片的翅片間距小于上游翅片的翅片間距。

進一步地，所述散熱器還包括基板，所述翅片被焊接固定在所述基板上。

進一步地，所述基板設置有多個，多個基板采用分離式布置，每個基板上設置有所述多個翅片。

本發明中提及的翅片間距，即冷卻通道，指的是相鄰兩翅片之間的間距。