CN101212884A - 散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电子元件的散热装置，包括一具有一平面的导热底座、设置于该导热底座的平面相对表面上方的散热体及连接该导热底座与散热体的至少一热管，该导热底座的平面用于与热源结合，该散热体包括至少二散热鳍片组，这些散热鳍片组包围形成具有容置空间的筒状结构，每一散热鳍片组包括若干平行间隔叠置的散热鳍片，每一散热鳍片组的两端分别对应设有一接合面，热管的冷凝段被夹设于二相邻散热鳍片组的对应接合面之间。与现有技术相比，上述散热装置的风阻低、散热均匀，散热效率较好。

Description

散热装置
技术领域
本发明涉及一种散热装置，特别是指一种电子元件的散热装置。
背景技术
随着计算机的迅速普及和多媒体、3d等技术应用的兴起，作为计算机显示系统核心的显示卡已从幕后走到了台前，成为广大用户关注的焦点。然而，随着显示卡上的视频图象适配器(GPU)等电子元件的处理工作能力的不断提升以及集成度的提高，其与中央处理器(CPU)相似，都需要安装散热器来对其散热，从此跟着CPU/GPU的更新发展，散热器也需要不断改变而来满足CPU/GPU的散热需求。
其中，多数散热器为了增加其散热面积，延长散热鳍片的横向长度，如中国专利第200510103968.8号，该散热器的散热鳍片比较细长，其末端离热源较远且传热路径不够宽，热量很难大量传导至那么远距离，这样的散热鳍片末端部对于散热器的散热性能没有太大帮助，另外由于散热鳍片的长度大而散热鳍片之间的气流流道较长，导致风阻大，影响散热效率；还有一些散热器为了增大其散热面积而增加散热鳍片的密度，也就是说减小散热鳍片的间距，如中国专利第02800004.8号，其由若干竖状的散热鳍片放射性组合而成，其离热源较近的散热鳍片的间距较小，且该部分的热量较集中，更需要强制气流冷却，然而由于间距小导致其风阻较大，降低风扇的气流所能带走的热量，直接影响其散热效率。
还有一些如中国专利第200320125060.3号所揭露的散热器，为了减小散热鳍片的气流流道长度，将方形散热器一分为二，形成具一定间距的两个方形散热鳍片组，再由U型热管的两端部穿过两组散热鳍片，其底部与导热底座连接，而将风扇侧立设置于该两组散热鳍片的间距内，从而降低散热鳍片与风扇的距离。然而，该专利也有较多不足点需要进一步改善。如，气流从一侧的散热鳍片组被风扇吸进来，与该散热鳍片组换热后，再从另一侧的散热鳍片组吹出去，而吹向另一侧的散热鳍片组时气流已温度不低，从而与该另一侧的散热鳍片组的换热量受到较大影响；该专利的热管冷凝段直接穿设在散热鳍片上的穿孔内，其中热管与散热鳍片有两种方式可接合，一是先在热管上或散热鳍片的穿孔内涂锡膏，再热管穿过散热鳍片后高温锡焊处理，但是此过程中热管穿过穿孔时很容易将锡膏挂损而高温锡焊时导致锡膏不均匀，其接合不良而影响传热效率；二是直接干涉(过盈)配合，即热管的直径稍大于穿孔的直径，而将散热鳍片直接压合的方式套设在热管上，但是此过程不仅组装成本(机台等)较高，产品不良率也较高，同时直接干涉(过盈)配合的热管与散热鳍片之间的热阻一般高于锡焊接合时的热阻，因此不宜选择此种方式。还有，该专利的热管与散热鳍片之间直接传热，但是一般单片散热鳍片的厚度较薄，吸热量较低，整体上影响热管的冷凝段与散热鳍片之间的换热率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种风阻低、散热均匀的散热装置。
一种散热装置，包括一具有一平面的导热底座、设置于该导热底座的平面相对表面上方的散热体及连接该导热底座与散热体的至少一热管，该导热底座的平面用于与热源结合，该散热体包括至少二散热鳍片组，这些散热鳍片组包围形成具有容置空间的筒状结构，每一散热鳍片组包括若干平行间隔叠置的散热鳍片，每一散热鳍片组的两端分别对应设有一接合面，热管的冷凝段被夹设于二相邻散热鳍片组的对应接合面之间。上述散热装置的风阻低、散热均匀，提高了散热效率。
与现有技术相比，上述散热装置的气流通道短，风阻低，且散热体上的热量分布较均匀，使得散热装置的散热较均匀，提高整体散热效率。
附图说明
图1是本发明一实施例散热装置的立体分解图。
图2是图1的部分立体组装图。
图3是图1的立体组装图。
图4是本发明一实施例散热装置的使用状态示意图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明散热装置予以进一步说明。
请参阅图1至图3，本发明一实施例的散热装置包括一导热底座10、分别一端设置于该导热底座10上的L型的二热管20、分别接合于二热管20另一端的二导热块30、夹设该热管20和导热块30而呈筒状的散热体40及容置于散热体40的内部容置空间的轴流风扇50。
导热底座10是由铜、铝或其合金等制成，其包括一平面(未标示)用来与电子元件(未标示)接触，该平面上还安装有用来将散热装置固定于电路板上的扣合部件12。该导热底座10与该平面相对的表面14上设有供热管20结合的二平行沟槽16，该沟槽16延伸至横向穿过其所在的导热底座10表面14。
热管20具有大致垂直弯折延伸的第一延伸段(吸热段)22和第二延伸段(冷凝段)24。其中，第一延伸段22位于导热底座10上的沟槽16内，其长度大于沟槽16的长度并其自由端与该沟槽16一端平齐；第二延伸段24位于导热底座10侧方并垂直向上延伸。本实施例中，为了热管20能够均匀的分布在导热底座10周围，二热管20的第一延伸段22的自由端延伸方向以相互平行交错方式设置于导热底座10上，而其冷凝段24位于导热底座10相对两侧。
导热块30也是由铜、铝或其合金等制成，其包括供散热体40结合的二相对平面32、34。其中，平面32设有与热管20的冷凝段24结合的沟槽36，该沟槽36的深度与热管20的直径相等或将热管20的冷凝段24压平后与导热块30的表面平齐设置；还有，上述热管20的吸热段22与冷凝段24之间因弯折形成弧形弯曲部，所以为了热管20与导热块30的接触面更大，该导热块30上的沟槽36一端形状与热管20弧形弯曲部的形状相应；另外，为了将电子元件的热量更均匀传递，将该二导热块30的设有沟槽36的表面处于相反方向。
该散热体40包括两个均呈半筒状的第一散热鳍片组42和第二散热鳍片组44。该第一散热鳍片组42和第二散热鳍片组44位于二导热块30的相对两侧，将该二导热块30和热管20的第二延伸段24夹在二者中间而整体上形成筒状结构，其中部形成设置风扇50的圆柱形的容置空间。该第一散热鳍片组42两端形成二接合面43，一个与一导热块30的平面32接合，另一个与另一导热块30的平面34接合，而第二散热鳍片组44两端也形成二接合面45，一个与一导热块30的平面34接合，另一个与另一导热块30的平面32接合。
第一散热鳍片组42是由若干散热鳍片420间隔叠置而成。该散热鳍片420的主体大致呈半环形，其环形两端的端缘宽度与导热块30相应，其端缘分别同向弯折有折边422，该折边422上设有卡扣结构426，供与其叠置相邻的散热鳍片420一定间隔的相卡合，而这些折边422组合之后形成上述接合面43。第二散热鳍片组44也是由若干散热鳍片440间隔叠置而成。该散热鳍片440的主体也大致呈半环形，其两端的端缘宽度与导热块30相应，其端缘分别同向弯折有折边442，该折边442上也设有与卡扣结构426相同的卡扣结构(图未示)，供与其叠置相邻的散热鳍片440一定间隔的相卡合，而这些折边442组合之后形成上述接合面45。其中，该散热鳍片420的主体靠近两端的外侧缘上对称形成有圆弧状的内凹部以及向外延伸的二牛角形的凸刺，该散热鳍片440的主体靠近两端的外侧缘上对称的向外延伸有凸片，二散热鳍片420和440组合后形成牛头似的外观，尤其风扇50等部件上安装发光二极管(LED)时更具有美感。
另外，最靠向导热底座10的一层散热鳍片420与440分别呈半圆形片体，二者对接后形成大致呈圆形的片体，其对应导热块30的位置设有容槽和接合端，该一层散热鳍片420与440充当上述筒状结构的底部，从而该散热体40形成了底部封闭、围绕容置空间(风扇50)形成若干向内外开通的气流通道的筒状散热结构。
风扇50通过一固定架52固定于散热体40的容置空间内，该风扇的轴线方向与散热体40的气流通道延伸方向相垂直。该固定架52包括一圆圈形的托盘520，该托盘520边缘相对两侧先向外延伸再向上弯折延伸出二对称的挂钩522，该挂钩522上端再向外延伸形成固定端524并其上设有固定孔526。该托盘520的等三分位置设有三个固定孔528，风扇50的下方延伸设有三个固定脚54，该固定脚54上设有固定孔540，通过螺钉将风扇50的固定脚54固定至托盘520上，再将托盘520通过其挂钩522固定于导热块30上。该导热块30上对应固定架52的固定端524的位置设有螺孔。
请参阅图4，以显示卡为例对本发明散热装置的使用状态进行说明。将散热装置安装于显示卡60上并由导热底座10接触于电子元件(GPU)上。当GPU运行时，其产生的热量通过导热底座10吸收并传给热管20的吸热段22，热管20的工作介质通过相变将热量迅速传导至与热管20的冷凝段24及其连接的导热块30及散热体40，在通过风扇50强制进行散热。其中，由于热管20的冷凝段24的热量通过导热块30吸收并传给散热体40，导热块30比散热体40的散热鳍片420、440较厚，其吸热量较大，且可均匀的再传给与其接合的散热鳍片420、440，所以整个散热装置的各个部位热量分布较均匀，有利于提高散热效率；再由设置在散热体40中间的风扇50强制吹散热鳍片420、440，由于散热鳍片420、440之间的气流通道远离风扇50的方向上较短，风阻小，且该气流通道在各个方向的长度较均匀，使散热更均匀。另外，气流透过散热体40后吹向GPU周围的其他元件，使显示卡周围空间温度较均匀。
可以理解地，上述实施例中风扇50是轴流风扇，所以散热体40的底部设置有圆形的散热鳍片420和440予以封闭，以将气流侧向导流于散热鳍片420、440之间的气流通道内。当采用离心式风扇时，气流可直接侧向吹散热鳍片之间的气流通道，故不必设置上述实施例中的最下层的圆形散热鳍片420和440，这样也可以让部分气流直接流通至导热底座10及电子元件周围，有利于更好的散热。另外，上述实施例中，散热鳍片组42和44之间夹设有导热块30，为的是导热块30可大量吸收热管20的冷凝段24的热量并将热量通过大面积的传给散热鳍片420、440，另一方面导热块30与热管20接合时易控制其接合紧密度，不过本发明也可以将热管20的冷凝段24直接与二散热鳍片组42和44之间夹设，即散热鳍片组42和44的接合面43和45上分别形成半圆形凹槽，二者对接时组合形成将热管夹设在其中的容置孔，也可以将热管冷凝段进一步压扁后与二散热鳍片组之间接合，同样能够控制热管与散热鳍片的接合紧密度。
还可以理解地，上述实施例中，散热装置包括两个L字形热管20，所以也有两个散热鳍片组42、44对接成圆筒状散热体40，但本发明散热装置也可包括三个L字形热管并在导热底座上放射状的布置，而包括三个散热鳍片组组成圆形或椭圆形散热体，每两个散热鳍片组之间夹设一热管的冷凝段，如此类推，本发明散热装置可根据需求适当增加热管和散热鳍片组的数量；或本发明散热装置也可包括两个大致呈U字形的热管，该二热管的底部(吸热段)设置于导热底座上，其四个延伸段(冷凝段)均匀分布于导热底座上方周围，而包括四个散热鳍片组组成圆形或椭圆形散热体，每两个散热鳍片组之间夹设一热管的一冷凝段；或本发明散热装置也可包括L字形或U字形混合形状的热管。总之，如此设置的散热装置的热量分布更趋于均匀，并且增加热管与散热鳍片之间的传热率。
当然，上述各实施例仅仅是本发明散热装置的个别实施方案，任何以本发明的主导思想为主而所做出的变相或等同的技术方案均落入本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种散热装置，其包括一具有一平面的导热底座、设置于该导热底座的平面相对表面上方的散热体及连接该导热底座与散热体的至少一热管，该导热底座的平面用于与热源结合，其特征在于：该散热体包括至少二散热鳍片组，这些散热鳍片组包围形成具有容置空间的筒状结构，每一散热鳍片组包括若干平行间隔叠置的散热鳍片，每一散热鳍片组的两端分别对应设有一接合面，热管的冷凝段被夹设于二相邻散热鳍片组的对应接合面之间。
2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于：该散热装置还包括至少二导热块，分别被夹设于相邻散热鳍片组的对应接合面之间，每一导热块一表面上设有容置热管的冷凝段的沟槽。
3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于：该散热装置还包括一设置于该容置空间内的风扇。
4.如权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于：所述热管大致呈U字形，其底部设置于导热底座上，其两个端部分别与导热块接合。
5.如权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于：该散热装置包括二L型热管，其二吸热段平行交错方式设置于导热底座上。
6.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述散热体包括二半筒状散热鳍片组，每一散热鳍片组是由若干半环状散热鳍片具一定间隔的叠置而成，每相邻叠置的散热鳍片之间形成围绕风扇的向内外开通的气流通道。
7.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于：所述风扇为轴流风扇，而该散热体最靠向导热底座的一层散热鳍片封闭该筒状结构的底部。
8.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于：所述风扇为离心式风扇。
9.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述风扇通过一固定架固定于散热体的容置空间内，该固定架包括一供风扇固定的圆圈形的托盘，该托盘边缘相对两侧对称设有二挂钩，该挂钩固定于导热块上。
10.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述散热鳍片组接合面上设有半圆形沟槽，与相邻散热鳍片组的对应沟槽组合形成容置热管的容置孔。
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