CN101232793A - 用于电子元件的热传导散热装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电子元件的热传导散热装置，包括：鳍片模组、导热件及至少一超导热管，超导热管连结于鳍片模组与导热件之间，并与两者紧密热结合；该鳍片模组的各鳍片上设通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，穿设于鳍片模组通孔中的上述超导热管与该连结部紧配合，并使相邻鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，鳍片上还设连接定位部，以方便整体鳍片模组的快速装配。其鳍片结构的独特设计，使鳍片模组中各鳍片之间、各鳍片与超导热管之间结合面积比传统产品大为增加，实现了完全的密合，避免了传统导热胶粘结和锡焊方式的弊端，快速装配成高传热、散热效率的散热装置；其能够作为冷暖气机中致冷二极体的散冷装置使用。

Description

用于电子元件的热传导散热装置
技术领域
本发明涉及散热装置，特别是一种用于电子元件的热传导散热装置，它通过超导热管使鳍片模组和导热件可远距或者立体配置，形成高传热、散热效率之散热装置，对热接合的电子元件高效率传热、散热。
背景技术
目前，具有导热管和鳍片模组等的热管散热器已用于电子设备中的CPU等发热电子元件。为使导热管和鳍片模组的若干散热鳍片能够均匀紧密结合，业内早期采用导热胶粘结方式解决，但因导热胶粘结强度较低，使导热管与散热鳍片的结合不够牢固。
现在较多采用锡焊方式将导热管与散热鳍片熔接在一起，其首先在散热鳍片上设通孔，并必须在鳍片表面镀有一层可焊锡的电镀金属，将若干散热鳍片依次抵靠排列在一起，使其通孔形成一个通道，在该通道内涂布锡膏，再将导热管穿套于该通道内，使锡膏熔化将导热管与散热鳍片焊接在一起，但在长管状通道内壁涂布锡膏较为不方便，也不易精确控制锡膏的涂布量，使锡膏均匀填充于导热管与散热鳍片之间的间隙中较难实现，直接影响鳍片模组的传热、散热效率，且鳍片表面电镀可焊锡的金属，使成本增加又不环保。
传统散热鳍片与导热管的接触面积小，散热鳍片上又无辅助连接定位部设计，组装时鳍片之间的间距不易控制，导热管和散热鳍片组装麻烦，鳍片易变形，效率低。
另外，鳍片模组上多无安装定位设计，导致多个导热管与鳍片模组组装时的对齐定位不易。鳍片模组与导热管结合后，通常导热管的末端都是延伸并部份外露于鳍片模组最末片散热鳍片外部，且导热管末端多呈一缩径之封口端头，使得产品无收尾外观难看，且影响散热效率。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于电子元件的热传导散热装置，它通过超导热管使鳍片模组和接合于电子元件(如CPU、晶片模组等)的导热件可远距或者立体配置，形成高传热、散热效率的散热装置，对热接合的电子元件高效率传热、散热。
本发明的另一主要目的是提供一种鳍片模组，其采用改进结构的散热鳍片，可快速将各鳍片预装配形成间距一致的整体模组，然后插入超导热管即可使各散热鳍片之间、各散热鳍片与超导热管之间实现完全的密合，以避免传统导热胶粘结和锡焊方式的弊端，提高传热、散热效率，提高生产效率。
本发明的用于电子元件的热传导散热装置，包括：鳍片模组和至少一个超导热管，该鳍片模组由多个散热鳍片相互间隔叠置而成，超导热管一端穿设于鳍片模组的通孔中，并与鳍片模组紧密热结合；
该鳍片模组的各散热鳍片上设有相互对应的通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，穿设于鳍片模组的通孔中的上述超导热管与该连结部紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，以将该连结部夹固在超导热管的外周与相邻散热鳍片的定位锥部之间；各散热鳍片两端分别延伸出连接条，该连接条内侧有连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接孔中，形成整体模组；
以及，一个导热件，内设至少一个通孔，上述超导热管的另一端穿设于导热件的通孔中，并与导热件紧密热结合。
上述超导热管使鳍片模组和接合于电子元件(如CPU、晶片模组等)的导热件实现了远距或者立体配置，形成高传热、散热效率的散热装置，对热接合的电子元件高效率传热、散热。
本发明可包括一个导热挡板，设于上述鳍片模组的未端，并与上述超导热管于鳍片模组的末端结合，使超导热管末端与鳍片模组的末端更紧密结合，以避免鳍片模组尾片脱离超导热管而松脱，有第二层保固鳍片模组与超导热管紧密结合的作用。
在本发明一较佳实施例中，还配置一散热风扇，该散热风扇通过若干弯头连杆安装于上述鳍片模组上面，该弯头连杆的下端的接头部插接于上述鳍片模组两端的相应安装孔中。
本发明还提出了一种鳍片模组，该鳍片模组应用于本发明的热传导散热装置中，其包括：多个散热鳍片，它们相互间隔叠置，各散热鳍片上设有相互对应的通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，穿设于鳍片模组的通孔中的超导热管与该连结部紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，以使该连结部夹固在超导热管的外周与相邻散热鳍片的定位锥部之间；
各散热鳍片两端分别延伸出连接条，该定位条内侧有连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接中，形成整体模组。上述散热鳍片结构的独特设计，可确保装配质量，提高生产效率。
本发明在散热鳍片的通孔部延伸出定位锥部和连结部，该独特的设计使鳍片模组中各散热鳍片之间、各散热鳍片与超导热管之间结合面积比传统产品大为增加，实现了完全的密合，可避免传统导热胶粘结和锡焊方式的弊端，提高鳍片模组的传热、散热效率。
同时，散热鳍片上具有由上述折边、连接条及连接孔构成的连接定位部设计，方便了组装时鳍片之间的间距控制，在未插装超导热管之前，通过连续模具装配夹具快速将各散热鳍片预装配形成间距一致的整体模组，然后插入超导热管即可使各部分紧密结合，鳍片不会变形，确保了装配质量，装配效率提高。
通过超导热管使上述改进的鳍片模组与接合于CPU、晶片模组等电子元件的导热件可实现远距或者立体配置，构成高传热、散热效率的散热装置，对热接合的电子元件高效率传热、散热。
其鳍片模组末端结合导热挡板，并与超导热管的末端伸出点于鳍片模组的末端结合，使超导热管末端与鳍片模组的末端更紧密结合，能够避免鳍片模组尾片脱离超导热管而松脱，有第二层保固鳍片模组与超导热管紧密结合的作用。该导热挡板的设置，方便了超导热管与鳍片模组组合加工，避免了传统工艺的对齐操作的烦琐，生产效率提高，可节省人力与工时等成本。
本发明能够作为冷暖气机中致冷二极体(即半导体电堆)的散冷装置使用。
附图说明
图1为本发明典型实施例主视图；
图2为图1实施例俯视图；
图3为本发明鳍片模组的一散热鳍片的截面图；
图4为图3散热鳍片的通孔部C的放大图；
图5为本发明鳍片模组的一散热鳍片的展开图；
图6为本发明鳍片模组中散热鳍片的扣合示意图；
图7为其一导热件的结构示意图；
图8为图7导热件内与超导热管配合的通孔处的剖视图；
图9为本发明另一实施例的主视图；
图10为图9实施例的侧视图；
图11a、b为图9实施例采用的弯头连杆主视图和侧视图。
具体实施方式
以下结合本发明实施例附图对发明详细说明。
请参阅图1-6所示实施例，用于电子元件的热传导散热装置，主要包括：鳍片模组1、导热件3以及至少一个超导热管2，鳍片模组1由多个散热鳍片11相互间隔叠置而成，超导热管2一端穿设于鳍片模组的通孔中与鳍片模组紧密热结合，导热件3内设至少一个通孔33，超导热管1的另一端穿设于导热件3的通孔33中，并与导热件3紧密热结合。
上述鳍片模组1的每一个散热鳍片11上设有相互对应的通孔，如通孔部C的放大图3所示，在通孔111周围延伸形成定位锥部112和连结部113，穿设于鳍片模组的通孔中的上述超导热管2与该连结部113紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部112套接在该连结部113外周，以将该连结部113夹固在超导热管2的外周与相邻散热鳍片的定位锥部112之间。
其中，连结部113的内表面为圆柱面，外表面为外锥面，该外锥面与相邻散热鳍片的定位锥部112的内锥面配合，使相邻散热鳍片准确定位；其连结部内的圆柱面与导热管的外圆柱面配合，接触面积比传统技术大为增加，使两者结合可靠。鳍片结构的独特设计，使鳍片模组中各鳍片之间、各鳍片与超导热管之间结合面积比传统产品大为增加，实现了完全的密合。
散热鳍片11两端分别延伸出连接条114，该连接条114内侧有连接孔116，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条114插入后一个散热鳍片上的连接孔116中，形成整体模组。
具体实施时，可使上述鳍片模组的各散热鳍片两端分别向上延伸出折边115，从该折边向上间隔延伸出两个连接条114，每一个连接条114内侧对应设有一个连接孔116，相邻鳍片的前一个鳍片上的连接条插入后一个鳍片上的连接孔中。
散热鳍片上由上述折边、连接条及连接孔构成的连接定位部设计，方便了组装时鳍片之间的间距控制，同时，相邻鳍片之间通过连接条和相应的连接孔连接具有辅助定位作用，方便了将各散热鳍片预装配形成整体模组，给后续的导热管和鳍片组的装配提供了方便，鳍片不会变形，装配效率提高。
将各散热鳍片装配成整体模组可通过连续模具冲制装配进行，图5所示的冲制件是依连续模具冲制而成的，然后再使成型的鳍片(见图3)依次落入连续模具装配夹具孔中，使前一个鳍片连接条插进后一个鳍片的连接孔中，当达到要求的鳍片数量时，施加一定压力使连接条114向内侧倾斜或切断或将连接孔116拓大，全部鳍片形成整体模组后自动脱离连续模具。然后将超导热管插入鳍片模组的通孔即可使各部分紧密结合，确保了装配质量和效率。
另外，上述在鳍片模组11两端、连接孔116的内侧均可设置散热风扇的安装孔117，用于连接弯头连杆，通过弯头连杆可将散热风扇安装于鳍片模组上面。
实施例还可包括一个导热挡板4，设于上述鳍片模组1的未端，并与上述超导热管2于鳍片模组的末端热结合。该导热挡板4内表面与上述超导热管2的圆弧形伸出端对应处有盲孔，该盲孔的内球面与超导热管的圆弧形伸出端热结合，使超导热管末端与鳍片模组的末端更紧密结合，以避免鳍片模组尾片脱离超导热管而松脱，有第二层保固鳍片模组与超导热管紧密结合的作用。
参照图7、8，上述导热件3由高导热系数材料制成，导热件3一面为平面31，另一面围绕其内的通孔33呈波浪形曲面32，以形成较大的散热表面。该导热件3的波浪形曲面上可以分布若干加强筋34。其中，33为通孔，通孔33尾端锥孔部有透气小孔35。
图9、10为本发明另一实施例示意图。本实施例在图1实施例的基础上增加了一散热风扇。图9、10实施例的热传导散热装置包括：鳍片模组1、至少一个超导热管2、一导热件3以及散热风扇5等，该鳍片模组1由多个散热鳍片11相互间隔叠置而成，超导热管2一端穿设于鳍片模组的通孔中，并与鳍片模组紧密热结合，导热件3内设至少一个通孔33，上述超导热管1的另一端穿设于导热件3的通孔33中，并与导热件3紧密热结合。
散热风扇5通过若干弯头连杆6安装于上述鳍片模组1上面，该弯头连杆的下端的接头部插接于上述鳍片模组1两端的相应安装孔117中。鳍片模组两端有上下两排安装孔117，当散热风扇的安装孔位于其下外框上时，弯头连杆下端接头部插接于下两排的安装孔117，将散热风扇固定。
参照图11a、b，连接散热风扇5和鳍片模组1的弯头连杆6具有杆体62，该杆体62的上端有向下延伸的弯头部61，下端有横向下延伸的接头部63，该弯头部61可挂接于散热风扇5外框的安装孔中。
在上述鳍片模组1的未端，还可设置一个导热挡板4，并与上述超导热管2于鳍片模组的末端热结合。
上述超导热管2可以采用现有的多种成型超导热管，最好选用管内填注由多种不同的超导液体材料经比例调混构成的超导混合液体的超导热管，该超导液体材料可采用氢氧化钠(NaOH)、铬酸钾(K2CrO4)、乙醇(Ethanol)、水(H2O)等其它公知的超导液体材料。
上述超导热管2适用的热传递温度范围，可通过改变填注其内部的超导混合液体的组分来调节，选择不同的超导液体材料及比例的变化调配而设定适用于摄氏零下数十度至一千多度的温度范围。
应用于本发明热传导散热装置中的一种鳍片模组，包括：多个散热鳍片，它们相互间隔叠置，各散热鳍片上设有相互对应的通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，穿设于鳍片模组的通孔中的超导热管与该连结部紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，以使该连结部夹固在超导热管的外周与相邻散热鳍片的定位锥部之间；各散热鳍片两端分别延伸出连接条，该连接条内侧有连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接中，形成整体鳍片模组。
上述鳍片模组的各散热鳍片两端分别向上延伸出折边，从该折边向上间隔延伸出两个连接条，每一个连接条内侧对应设有一个连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接孔中，各散热鳍片近两端处还可设有用于挂接散热风扇的安装孔。
根据本发明技术构思，其热传导散热装置能够作为冷暖气机中致冷二极体(即半导体电堆)的散冷装置使用；其改进的鳍片模组可广泛用于传导式散热装置和散冷装置配套。

Claims (10)

1.一种用于电子元件的热传导散热装置，包括鳍片模组和至少一个超导热管，该鳍片模组由多个散热鳍片相互间隔叠置而成，超导热管一端穿设于鳍片模组的通孔中，并与鳍片模组紧密热结合，其特征是：
该鳍片模组的各散热鳍片上设有相互对应的通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，穿设于鳍片模组的通孔中的上述超导热管与该连结部紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，以将该连结部夹固在超导热管的外周与相邻散热鳍片的定位锥部之间；各散热鳍片两端分别延伸出连接条，该连接条内侧有连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接孔中，形成整体鳍片模组；
还包括一个导热件，内设至少一个通孔，上述超导热管的另一端穿设于导热件的通孔中，并与导热件紧密热结合。
2.根据权利要求1的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是还包括：一个导热挡板，设于上述鳍片模组的未端，并与上述超导热管及鳍片模组的末端结合。
3.根据权利要求2的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：该导热挡板内表面与上述超导热管的圆弧形伸出端对应处设有盲孔，该盲孔的内球面与超导热管的圆弧形伸出端结合，使超导热管末端与鳍片模组的末端更紧密结合，以避免鳍片模组尾片脱离超导热管而松脱。
4.根据权利要求1的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：其中，该导热件由高导热系数材料制成，导热件一面为平面，另一面围绕其内的通孔呈波浪形曲面或带有若干加强筋的波浪形曲面，以形成较大的散热表面，该导热件内的通孔的尾端锥孔部有透气小孔。
5.根据权利要求1的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：该鳍片模组的各散热鳍片的通孔周围延伸形成定位锥部和连结部，该连结部的内表面为圆柱面，外表面为外锥面，该外锥面与相邻散热鳍片的定位锥部的内锥面配合，使相邻散热鳍片准确定位；该连结部内的圆柱面与导热管的外圆柱面配合，以增加两者的接触面积，牢固结合。
6.根据权利要求1的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：该鳍片模组的各散热鳍片两端分别向上延伸出折边，从该折边向上间隔延伸出两个连接条，每一个连接条内侧对应设有一个连接孔，相邻鳍片的前一个鳍片上的连接条插入后一个鳍片上的连接孔中，形成整体鳍片模组。
7.根据权利要求1或2的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：还包括一散热风扇，该散热风扇通过若干弯头连杆安装于上述鳍片模组上面，该弯头连杆的下端的接头部插接于上述鳍片模组两端的相应安装孔中。
8.根据权利要求7的用于电子元件的热传导散热装置，其特征是：连接散热风扇和鳍片模组的弯头连杆具有杆体，该杆体的上端有向下延伸的弯头部，下端有横向下延伸的接头部。
9.应用于权利要求1所述用于电子元件的热传导散热装置的一种鳍片模组，其特征是包括：多个散热鳍片，它们相互间隔叠置，各散热鳍片上设有相互对应的通孔，在该通孔周围延伸形成定位锥部和连接部，穿设于鳍片模组的通孔中的超导热管与该连结部紧配合，并使相邻散热鳍片的定位锥部套接在该连结部外周，以使该连结部夹固在超导热管的外周与相邻散热鳍片的定位锥部之间；
各散热鳍片两端分别延伸出连接条，该连接条内侧有连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接中，形成整体鳍片模组。
10.根据权利要求9的一种鳍片模组，其特征是：该鳍片模组的各散热鳍片两端分别向上延伸出折边，从该折边向上间隔延伸出两个连接条，每一个连接条内侧对应设有一个连接孔，相邻鳍片的前一个散热鳍片上的连接条插入后一个散热鳍片上的连接孔中，各散热鳍片近两端处还设有用于挂接散热风扇的安装孔。
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