CN101048056A - 散热器及其制作方法、具有散热器的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热器，该散热器至少包括：一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面固定，且所述柱头与柱体构成台阶状。相应地，本发明还公开了一种制作散热器的方法，包括：将每一根所述柱状鳍片的柱体穿过所述盖板上对应的孔，并使柱头与所述盖板下表面接触；将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上。另外，本发明还公开了一种具有所述散热器的电子设备。根据本发明所述的散热器可以在一定的体积下提供较大的散热表面积，尤其在电子发热源发热功率大，系统流场不顺畅，流体速度较低等苛刻散热环境下，能很好地对电子发热源进行散热。

Description

散热器及其制作方法、具有散热器的电子设备
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种散热器及其制作方法、具有所述散热器的电子设备。
背景技术
随着电子技术的不断发展，电子设备或器件的热功耗不断提高，而电子设备或器件过热将导致一系列问题，如：会影响电子设备或器件的寿命和整个系统的稳定性等。而随着散热环境越来越苛刻，电子散热技术已经成为严重制约电子技术发展的一个瓶颈。
为了解决电子设备或器件过热问题，一般是在电子发热源上，如：CPU、功率晶体、电源供应器等，加装散热器，使电子发热源所产生的热量经过散热器散发出去。
目前的针状散热器，如图1所示，包括一基板和与之连接多个柱状鳍片，该散热器采用锻造或压铸的方法一体成型，基板和柱状鳍片连为一体。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于受工艺的影响，该散热器柱状鳍片长度与其周长之比不能做得很大，即：相同尺寸下无法提供足够大的散热面积，无法将热阻做得足够小，无法满足一些散热需求，如：电子发热源发热功率大，系统流场不顺畅的苛刻散热环境下的散热需求。
如图2所示，是现有的另一种散热器，包括一基板和多个螺丝状鳍片，其螺丝状鳍片与基板通过螺纹连接，即：将基板上进行攻牙，然后用螺丝刀将搓牙后的螺丝状鳍片拧入基板。同样的，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
受工艺的影响，该散热器成本、效率以及可靠性等都较低，且该螺丝状鳍片长度与周长之比不能做得很大，使得该鳍片不能做到足够小，在体积不变的情况下表面积不够大，无法将热阻做得足够小，不能满足一些散热需求，如：电子发热源发热功率大，系统流场不顺畅的苛刻散热环境下的散热需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种散热器及其制作方法、具有散热器的电子设备，可以在其体积一定的情况下提供较大的散热表面积，实现较低的热阻，很低的流阻，在苛刻散热环境下，能很好地对电子发热源进行散热。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种散热器，该散热器至少包括：一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片一般是由金属材料冲压或机加成型，也可以是其他材料如陶瓷、石墨等挤压或铸造成型，其包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面连接，且所述柱头与柱体构成台阶状。
相应地，本发明实施例还提供了一种制作散热器的方法，至少包括：
将每一根柱状鳍片的柱体穿过盖板上对应的通孔，并使柱头与所述盖板底面接触；
将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上。
相应地，本发明实施例还提供了一种具有散热器的电子设备，其中，所述散热器包括：一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片一般是由金属材料冲压或机加成型，也可以是其他材料如陶瓷、石墨等挤压或铸造成型，其包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面连接，且所述柱头与柱体构成台阶状。
综上所述，根据本发明实施例的一种散热器及其制作方法和具有所述散热器的电子设备，所述散热器的基板和柱状鳍片分别制作成型，然后将散热器柱状鳍片通过焊接或粘结等方式固定在基板上构成完整的散热器整体，使柱状鳍片可以做得足够小，可以在散热器体积一定的情况下提供较大的散热表面积，实现较低的热阻和流阻，在电子发热源发热功率大，系统流场不顺畅的苛刻散热环境下，能很好地对电子发热源进行散热，提高散热器的可靠性，由于其基板和柱状鳍片分别制作成型，这样设计弹性大，可以通过改变柱状鳍片的形状和队列规律设计不同散热器风道，以应用不同流场，从而达到很好的散热效果。
附图说明
图1是现有的一种柱状鳍片散热器的结构示意图；
图2是现有的一种螺丝状鳍片散热器的结构示意图；
图3是本发明实施例的一种散热器的结构示意图；
图4是本发明实施例的一种散热器的结构示意图；
图5是本发明实施例的一种散热器的盖板的结构示意图；
图6是本发明实施例的一种散热器的盖板的结构示意图；
图7是本发明实施例的一种散热器的竖直截面图；
图8是本发明实施例的一种散热器的基板的结构示意图；
图9是本发明实施例的一种散热器的竖直截面图；
图10是本发明实施例的一种散热器的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种散热器及其制作方法中，散热器的基板和柱状鳍片分别制作成型，然后将散热器柱状鳍片通过焊接或粘结等方式固定在基板上构成完整的散热器整体，或者直接用螺钉等机械方式固定成散热器整体，可以根据实际应用环境改变柱状鳍片的形状和阵列规律来设计出不同散热器流道，达到良好的散热效果。
下面结合附图具体阐述本发明实施例的技术方案。
参考图3，图示了本发明实施例的一种散热器的结构示意图；根据该图，一种散热器至少包括基板1和柱状鳍片2，其中，柱状鳍片2包括柱体21和柱头22，所述柱体21和柱头22构成台阶状。所述柱状鳍片一般由金属材料(如：铜丝等)冲压或机加成型，亦可以是其他材料如陶瓷、石墨等挤压或铸造成型，且不限于图示的圆柱形，当然可以是菱柱等其他形状。
如图3所示，柱状鳍片2的柱头22的底面与基板1的上表面固定(如：焊接、导热胶粘结等固定方式，以及利用盖板固定)，其中，基板1为扁平结构，主要功能是将与所述散热器底面连接的电子发热源的热量均匀分布到整个基板上，该基板一般为金属材料(如：铝合金、镁合金、镁铝合金等)加工而成，也可以为蒸汽腔、导热板等其他导热材料制成的板状物。
参考图4，图示了本发明实施例的一种散热器的结构示意图；所述散热器至少包括：基板1、柱状鳍片2和盖板3。
盖板3可以设计为图5所示的结构，根据图5，盖板3上可以开设有多个通孔31，其中，通孔31的直径不大于所述柱状鳍片的柱头的直径且不小于所述柱状鳍片的柱体的直径，使所述柱体可以穿过盖板3的通孔31，而所述柱头不能穿过通孔31，与所述盖板贴合，从而将柱状鳍片固定在所述基板上。
如图6所示，所述图4中的盖板3的另一种设计方式，在盖板3的底面开设有多个凹槽32，且所述凹槽中间开设一通孔31，该通孔31的直径不大于所述柱头的直径且不小于所述柱体的直径，使所述柱体可以穿过该盖板3的通孔31，而所述柱头不能穿过所述通孔31并刚好落于凹槽32中。
利用图6所述的盖板制成图4所述的散热器时，图4所述散热器的竖直截面如图7所示。结合图4、图6、图7，所述散热器包括多个柱状鳍片2、盖板3和基板1，其中，柱状鳍片2包括柱体21和柱头22，且其纵截面呈倒T型，当然可以呈L型等其它形状，柱状鳍片2的柱体21穿过盖板3的通孔31，其柱头22刚好落入盖板3的凹槽32内，且柱头22的上表面和底面分别与凹槽32的顶部和基板1上表面接触，所述盖板3、柱头22和基板1通过焊接或导热胶粘结的方式连为一体，组成一个类似三明治的结构。
在上述实施例中，根据具体散热环境的需求，根据不同的柱状鳍片的阵列需要，在所述盖板上开设相应的通孔或凹槽，也可以将盖板上的孔和凹槽按一定规律连成带状。当然，亦可以将具有孔或凹槽的多块盖板组合成一块盖板，也可以由若干个无通孔的盖板组合在一起，利用盖板间的间隙起到通孔的作用，以实现上述盖板的功能。
如图8所示，所述图7中的基板1的另一种设计方式，基板1的上表面与所述盖板的孔或凹槽对应的位置开设凹槽10，且该凹槽至少能容下所述柱状鳍片的柱头。
利用图6所示的盖板和图8所示的基板制成的散热器如图9所示。图9是本发明实施例的一种散热器的竖直截面图；根据该图，一种散热器包括至少一个柱状鳍片、基板1和盖板3，其中，所述柱状鳍片包括柱体21和柱头22，且其呈倒T型，所述柱状鳍片的柱体21穿过盖板3的通孔31，而所述柱状鳍片的柱头22刚好落入盖板3的凹槽32和基板1的凹槽10内，且柱头22的上表面和底面分别与盖板3的凹槽32的顶部和基板1的凹槽10的底面接触，而盖板3的底面和基板1的上表面接触，所述盖板、柱头和基板通过焊接或导热胶胶结的方式连为一体，组成一个类似三明治的结构。
在上述实施例中，所述盖板、柱状鳍片和散热器三者之间不限于利用焊接或胶水粘结的方式连为一体，当然可以通过螺钉、铆接等其它机械方式固定。如图10所示，一种散热器包括多个柱状鳍片2、盖板3和基板1，并在盖板3和基板1相应的位置开设有至少一个螺钉孔(如：在盖板和基板的四角各开设一个螺钉孔)，利用螺钉8将盖板3和基板1固定连接，从而使柱状鳍片、盖板和基板连为一体，构成一完整的散热器。
在上述所有实施例中，所述柱状鳍片不限于实施例提及和图示的阵列排列，可以根据具体的散热环境的要求，按照不同的阵列排列以适应不同的流场以达到更好的散热效果。
上面具体阐述了本发明实施例的一种散热器的技术方案，下面将具体阐述本发明实施例的一种制作散热器的方法的技术方案。
一种制作散热器的方法，至少包括：
将每一根所述柱状鳍片的柱体穿过所述盖板上对应的通孔，并使柱头上表面与所述盖板底面接触；
将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上。
较佳地，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体包括：
在所述柱状鳍片的柱头与所述盖板之间以及所述盖板与所述基板之间填充焊料，组装成一散热器胚料；
将组装好的散热器胚料放入焊炉进行焊接。
较佳地，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体为：在所述柱状鳍片的柱头与所述盖板之间以及所述盖板与所述基板之间填充胶水，将柱状鳍片、盖板和基板三者胶结在一起
较佳地，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体包括：
在所述盖板和基板对应的位置开设螺钉孔或铆接装置；
利用螺钉或压铆等机械方式直接将装好柱状鳍片的盖板固定在基板上。
在上述实施例中，可以在盖板、基板以及柱状鳍片间填充一定量的导热材料(如导热膏等)，使得所述盖板、基板以及柱状鳍片之间充分接触，提高散热效果。
上面对本发明实施例提供的散热器及其制作方法作了具体说明，下面进一步阐述具有上述散热器的电子设备的技术方案。
一种具有散热器的电子设备，利用所述散热器进行散热，其中，所述散热器包括：
一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面固定(固定方式包括：焊接、粘结等)，且所述柱头与柱体构成台阶状。
优选地，所述散热器还包括至少一块盖板，且所述盖板上开设有至少一个通孔，其中，该通孔的直径不大于所述柱头的直径且不小于所述柱体的直径，所述柱体穿过所述盖板的通孔，而所述柱头与所述盖板贴合。
另外，还可以在所述盖板的底面设置有至少一个用于容纳所述柱头的凹槽，在所述凹槽的中间开设一所述通孔。
在上述实施例中，所述散热器的基板的上表面与所述盖板的通孔对应的位置开设一用于容纳所述柱头的凹槽。
所述柱状鳍片和盖板以及基板和盖板通过焊接或粘结的方式固定，或者所述盖板和基板通过螺钉或铆接方式固定。
综上所述，根据本发明实施例的一种散热器及其制作方法，该散热器的基板和柱状鳍片分别制作成型，且柱状鳍片一般是由金属材料冲压或机加成型，也可以是其他材料如陶瓷、石墨等挤压或铸造成型，然后将散热器柱状鳍片通过焊接或胶水胶结等方式固定在基板上构成完整的散热器整体，这样可以使柱状鳍片做得足够的小，在散热器体积一定的情况下提供较大的散热表面积、较低的热阻及很低的流阻，在电子发热源发热功率大，系统流场不顺畅，流速较低的苛刻散热环境下，能很好地对电子发热源进行散热，由于柱状鳍片和基板分别制作成型，可以通过改变柱状鳍片的形状和阵列规律设计不同散热器风道，以应用不同流场，从而达到很好的散热效果，设计弹性大，相对现有技术根据具体散热需求制作压铸模具，再进行压铸成型，本发明实施例的散热器的生产效率有很大提高。而柱状鳍片可以做到足够的小，使得散热器相对重量较轻，可以有效降低由于散热器重量引起的对发热器件/芯片的不利影响。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1、一种散热器，其特征在于，该散热器至少包括：
一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面固定，且所述柱头与柱体构成台阶状。
2、如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述柱状鳍片的柱头与所述基板之间的固定方式为焊接或粘结。
3、如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器还包括至少一盖板，且所述盖板上开设有至少一个通孔，其中，该通孔的直径不大于所述柱头的直径且不小于所述柱体的直径，所述柱体穿过所述盖板的通孔，而所述柱头与所述盖板贴合。
4、如权利要求3所述的散热器，其特征在于，所述盖板的底面设置有至少一个用于容纳所述柱头的凹槽，在所述凹槽的中间开设一所述通孔。
5、如权利要求3或4所述的散热器，其特征在于，所述基板的上表面与所述盖板的通孔对应的位置开设一用于容纳所述柱头的凹槽。
6、如权利要求5所述的散热器，其特征在于，所述柱状鳍片和盖板以及基板和盖板通过焊接或粘结的方式固定。
7、如权利要求5所述的散热器，其特征在于，所述盖板和基板通过螺钉固定或铆接方式固定。
8、一种制作散热器的方法，其特征在于，至少包括：
将每一根柱状鳍片的柱体穿过盖板上对应的通孔，并使柱头上表面与所述盖板底面接触；
将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体包括：
在所述柱状鳍片的柱头与所述盖板之间以及所述盖板与所述基板之间填充焊料，组装成一散热器胚料；
将组装好的散热器胚料放入焊炉进行焊接。
10、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体为：
在所述柱状鳍片的柱头与所述盖板之间以及所述盖板与所述基板之间填充导热胶水，将柱状鳍片、盖板和基板三者粘结在一起。
11、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将装好柱状鳍片的盖板固定在所述基板上的步骤具体包括：
在所述盖板和基板对应的位置开设螺钉孔或铆接装置；
利用螺钉或压铆的方式直接将装好柱状鳍片的盖板固定在基板上。
12、一种具有散热器的电子设备，其特征在于，所述散热器包括：
一基板和至少一个柱状鳍片，所述柱状鳍片包括柱体和柱体底部的柱头，其中所述柱头的底面与该基板的上表面固定，且所述柱头与柱体构成台阶状。
13、如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述散热器还包括至少一盖板，且所述盖板上开设有至少一个通孔，其中，该通孔的直径不大于所述柱头的直径且不小于所述柱体的直径，所述柱体穿过所述盖板的通孔，而所述柱头与所述盖板贴合。
14、如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述盖板的底面设置有至少一个用于容纳所述柱头的凹槽，在所述凹槽的中间开设一所述通孔。
15、如权利要求13或14所述的散热器，其特征在于，所述基板的上表面与所述盖板的通孔对应的位置开设一用于容纳所述柱头的凹槽。
16、如权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述柱状鳍片和盖板以及基板和盖板通过焊接或粘结的方式固定，或者盖板和基板通过螺钉或铆接方式固定。
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