[發(fā)明專利]熱管嵌入式散熱裝置及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711119312.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN107968078A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃光文;李勇;周文杰;何柏林;陳韓蔭;陳創(chuàng)新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東新創(chuàng)意科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L23/427;H01L23/467;H01L21/48
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 李瑤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子元件散熱領(lǐng)域，特別是涉及熱管嵌入式散熱裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著電子科技的快速發(fā)展，電子元件的運(yùn)算能力越來越強(qiáng)，運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱量也越來越高，且電子元件的使用壽命隨工作溫度的提高快速縮短，為維持其在許可的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，需要將產(chǎn)生的熱量及時(shí)散去。另外，電子行業(yè)的迅猛發(fā)展也不斷促使高效散熱裝置的發(fā)展：從帶翅片的熱沉過渡到使用熱管的散熱模組。因此，高效的散熱裝置是電子元件充分發(fā)揮性能的基礎(chǔ)。

現(xiàn)有常用散熱裝置如圖1所示，發(fā)熱芯片4與熱沉1的底部接觸，熱管2一端穿入熱沉1的開孔中，另一端穿有若干翅片10。這種裝置的發(fā)熱芯片4與熱管2不是直接接觸，熱阻較大，不利于熱量的傳導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一是：提供熱管嵌入式散熱裝置，其能夠提高散熱裝置的散熱效率。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之二是：提供熱管嵌入式散熱裝置的制造方法，其能夠制造出散熱效率高的散熱裝置，并且生產(chǎn)效率高，適合產(chǎn)業(yè)化。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

熱管嵌入式散熱裝置，包括熱沉和熱管，熱沉的底面設(shè)有凹槽，凹槽的開口方向朝向熱沉與發(fā)熱芯片連接的一面，熱管的一端位于凹槽的內(nèi)部，熱管部分表面裸露于凹槽的外部，并能夠與發(fā)熱芯片接觸，裸露于凹槽的外部的熱管與熱沉的底面平齊。

進(jìn)一步，熱沉設(shè)有若干個(gè)翅片，若干個(gè)翅片均分別設(shè)有通孔，熱管的另外一端穿設(shè)于通孔內(nèi)，且與通孔緊密配合。

進(jìn)一步，熱沉與若干個(gè)翅片為一體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，若干個(gè)翅片的側(cè)面設(shè)有送風(fēng)裝置，送風(fēng)裝置的氣流從若干個(gè)翅片之間穿過。

進(jìn)一步，熱管包括依次相連的翅片連接段、彎管段以及熱沉連接段，翅片連接段和彎管段的橫截面為圓形。

熱管嵌入式散熱裝置的制造方法，包括以下步驟，

a)熱管制作過程經(jīng)過燒結(jié)、退火獲得軟態(tài)的熱管；

b)在熱沉的底面開凹槽，凹槽內(nèi)涂抹導(dǎo)熱膏，將熱管一端放置于凹槽內(nèi)，另一端穿入若干個(gè)翅片上的通孔，并與通孔緊密配合；

c)采用預(yù)壓模具預(yù)壓成形置于凹槽內(nèi)的熱管段；

d)采用滾輪滾壓位于凹槽內(nèi)的經(jīng)過預(yù)壓成形后的熱管段；

e)研磨熱沉的底面，使熱管滾壓段與熱沉的底面齊平。

進(jìn)一步，熱管采用純銅管，燒結(jié)溫度為940℃，在氮?dú)夂蜌錃獗Ｗo(hù)下燒結(jié)3h，退火溫度為600℃，在氮?dú)夂蜌錃獗Ｗo(hù)下退火4h，壓力0.03-0.06Mpa。

進(jìn)一步，熱管的直徑為D，凹槽的深度為H，熱管的周長為L1，凹槽的周長為L2，凹槽的槽口寬度為B，凹槽的最寬處的寬度為A，放置于凹槽內(nèi)的熱管，預(yù)壓之前，D＞H≥2/3D，L1≤L2+B≤L1+0.3mm，2/3D＜B＜A。

進(jìn)一步，預(yù)壓模具與熱管接觸位置設(shè)有圓柱面形狀的凹部，凹部的深度為h，凹部的開口處的寬度為C，h＝1/3(D-H)，C≥B。

進(jìn)一步，滾輪滾壓熱管時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)速度為v，v≤80mm/s。

總的說來，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

熱管嵌入式散熱裝置，本裝置直接將熱管與發(fā)熱芯片接觸，與現(xiàn)有熱管插在熱沉的內(nèi)部，不與發(fā)熱芯片直接接觸的結(jié)構(gòu)相比，可有效降低發(fā)熱芯片和熱管之間的熱阻。

另外，若干個(gè)翅片設(shè)置于熱沉上一體化設(shè)計(jì)，增加了熱量傳導(dǎo)途徑，熱量除了通過熱管傳導(dǎo)至翅片外，還通過熱沉直接傳導(dǎo)至翅片上。

采用本裝置的制造方法，能夠得到發(fā)熱芯片與熱管直接接觸的散熱裝置，且消除了熱管被壓扁時(shí)的凹陷問題，同時(shí)使壓扁后的熱管與凹槽貼合更緊密，并且生產(chǎn)效率高，適合產(chǎn)業(yè)化。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的熱管式散熱裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的熱沉的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為采用現(xiàn)有技術(shù)一次直接壓扁熱管后熱管中間出現(xiàn)凹陷的示意圖。

圖5為采用本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的制造方法的預(yù)壓模具壓扁熱管前的工作狀態(tài)示意圖。

圖6為采用本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的制造方法的預(yù)壓模具壓扁后的熱管和熱沉的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為采用本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的制造方法的滾輪滾壓的工作狀態(tài)示意圖。

圖8為采用本發(fā)明熱管嵌入式散熱裝置的制造方法的滾輪滾壓后的熱管和熱沉的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

其中圖1至圖8中包括有：