[發明專利]多孔金屬結構的高效散熱器

在審

• 申請號: 201711251850.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109872975A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 南京申特立華信息科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L33/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種多孔金屬結構的高效散熱器，包括與熱源連接的板狀結構導熱部及與導熱部連接的塊狀結構散熱部，所述的散熱部為多孔金屬結構，散熱部內勻稱地散布有與導熱部連接的導熱條，所述的導熱部、導熱條及散熱部為一體化結構。它有效地解決了現有技術的多孔金屬散熱器傳熱效率低、散熱效果差的問題，本發明的多孔金屬結構高效散熱器傳熱效率高、散熱效果好，具有很高的使用價值。

技術領域

本發明涉及一種半導體或其他固態器件的散熱裝置，尤其是涉及一種用于大功率半導體芯片及大功率 LED 散熱的多孔金屬結構的高效散熱器。

背景技術

大功率半導體芯片及大功率 LED 都需要配置體積小、散熱效果好的散熱裝置，現有技術的散熱裝置，基本上是采用普通的鋁散熱片來散熱，由于鋁散熱片是依鋁型材為基礎，因此其與空氣接觸的面積是有限的，如果采取增加散熱片的方法來改善散熱的效果，又會增加散熱裝置的體積和重量，同時會使成本大大增加，造成整個產品的性價比降低。計算機的 CPU 等大功率半導體芯片及目前流行的大功率 LED 的散熱，雖然也有采用熱管原理來 實現散熱的結構，但是目前普通的熱管散熱裝置都是在熱管上加裝鋁片作散熱器，其散熱 面積受到很大的限制。公開日為 2007 年 3 月 14 日，公開號為 CN 1929729A 的專利文件公 開了一種用于電子發熱器件的金屬泡沫散熱器，包括用于放置電子發熱器件的散熱板，散 熱板上燒結有金屬泡沫層，其金屬泡沫層采用特殊的加工工藝，將任意金屬泡沫材料加工 成型，并高溫燒結到散熱板上，利用金屬泡沫換熱面積大，傳熱效率高的特點，將金屬泡沫 層儲存的熱量迅速帶走。公開日為 2011 年 2 月 9 日，公開號為 CN20174267U 的專利文件 公開了一種用多孔金屬材料作散熱體的超導熱管散熱器，它包括多孔金屬、熱源連接板和 熱管 ；其中，熱管一端插入多孔金屬，另一端插入熱源連接板 ；該結構通過熱管連接熱源與 散熱部件，可以節省產品安裝空間，降低產品整體的重量，節約原材料成本。公開日為 2007 年 5 月 16 日，公開號為 CN 1964092A 的專利文件公開了一種采用多孔金屬材料作為散熱裝 置的大功率發光二極管，它主要由多孔金屬材料與大功率發光二極管通過焊接或粘合封裝 組成。采用通過電化學工藝生產的多孔金屬材料如多孔銅或多孔鋁作為散熱裝置，能極大 地增加散熱面積，有利于大功率發光二極管的散熱。上述幾種專利的散熱結構均利用了多 孔金屬其表面積較大的特點，通過增大散熱面積，使散熱器的散熱效果有了提高。但上述結 構均存在熱源的熱量無法均勻地傳遞到整個多孔金屬中的問題，因為多孔金屬的孔隙率高 達 90％以上，因此在多孔金屬中，單位面積內的有效傳熱面積很小，我們知道，熱量傳遞的 大小與傳熱面積成正比，因此，多孔金屬的這種高孔隙率結構使得多孔金屬的熱傳導性能 大大低于常規的散熱器，傳熱效率很低，而將多孔金屬與熱源簡單連接或者在多孔金屬內 簡單地插入熱管或導熱片均無法使熱源的熱量均勻地傳遞到整個多孔金屬中，上述結構均 沒有考慮熱量在多孔金屬中的傳導問題，傳熱效率低的固有缺陷使得多孔金屬所具有大面 積散熱表面的優勢得不到充分發揮，降低了多孔金屬散熱器的散熱效果。

發明內容

本發明的目的是為解決現有技術的多孔金屬散熱器傳熱效率低、散熱效果差的問題而提供一種傳熱效率高、散熱效果好的多孔金屬結構的高效散熱器。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是 ：一種多孔金屬結構的高效散熱器，包括與熱源連接的板狀結構導熱部及與導熱部連接的塊狀結構散熱部，所述的散熱部 為多孔金屬結構，散熱部內勻稱地散布有與導熱部連接的導熱條，所述的導熱部、導熱條及 散熱部為一體化結構。在多孔金屬結構散熱部內勻稱地設置與導熱部連接的導熱條，導熱 部從熱源吸收的熱量就可以通過導熱條均勻地送到多孔金屬結構的散熱部內，多孔金屬結 構散熱部的傳熱效率得以大大提高，因此多孔金屬結構散熱部所具有大面積散熱表面的優 勢就可以得到充分發揮，從而大大提高多孔金屬結構散熱器的散熱效果。這里所述的“勻 稱地散布”，是指這些導熱條均勻或對稱或比例和諧地分散布置在整個散熱部內，他們可以 是等間距相互平行設置的結構，也可以是均勻分布的放射狀結構，導熱條的自身可以是相 同的結構，也可以是一種具有規則變化的結構。導熱部、導熱條及散熱部采用一體化的結 構可以提高導熱效率，可以采用將多孔金屬的基模與設有導熱條的導熱部組合，再通過多 孔金屬生成工藝在導熱部上方生成多孔金屬結構，使導熱條位于多孔金屬結構中 ；對于簡 單的散熱器結構，也可以采用焊接、粘接等方法使導熱部、導熱條與多孔金屬組合成一體結 構。這樣，導熱部、導熱條與多孔金屬結構緊密地融合連接在一起，形成復合型金屬體，使導 熱部的熱量通過導熱條迅速、均勻地傳遞到多孔金屬結構中，利用多孔金屬結構所具有大 面積散熱表面的優勢，將熱量迅速散發出去。