CN101325862A - 一种机箱、散热装置以及散热装置安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及对安装于机箱内的芯片进行散热的技术。一种机箱，包括：金属外壳，以及安装于机箱内的芯片，还包括：第一金属片，与所述芯片的外表面接触形成导热连接；金属翅片，其一端与所述第一金属片形成导热连接；导热硅胶，填充于所述金属翅片的另一端与所述金属外壳之间。本发明还提供了一种散热装置及其安装方法。本发明通过第一金属片、金属翅片以及导热硅胶将芯片的热量传导到机箱外壳，使得芯片不仅能通过金属翅片进行散热，还可以通过机箱外壳向机箱外散热，大大增强了散热效果；而且，由于第一金属片、金属翅片的材质常用、便宜，加工简单，因此成本也低。

Description

一种机箱、散热装置以及散热装置安装方法

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及对安装于设备机箱内的芯片进行散热的技术。

背景技术

现在的电子产品越来越多的采用了大规模集成电路芯片。这些芯片的功能强大、运行速度快，因此芯片的功耗也很大，对于散热的要求就更高。

通常对芯片进行散热，可以在芯片表面加散热器。一种常用散热器如图1所示，包括：底板与翅片。底板与翅片均由导热性能良好的金属材质构成，比如合金铝、铜等。底板的下表面与芯片表面接触，将芯片的热量传导到翅片。翅片由众多与底板垂直的金属片构成，从而增加散热面积，加快芯片热量散发出去的速度。但是这种常规的散热效果比较有限。

为了进一步加快散热，现有技术中在散热器翅片里面嵌入热管来辅助增强散热性能。如图2所示，热管连接两个或两个以上的散热器。热管通常被制成封闭的空心铜管，内部充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，管中的液体迅速蒸发并流向另外一端，释放出热量，气体降温后重新凝结成液体，液体靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，使得热量由热管一端传至另外一端。利用热管内部液态物质受热气化后会从较热芯片上的散热器端流到相对低温的散热器一端，带走热量，从而使得热管连接的几个散热器达到热平衡，扩大散热面积的最终结果。

不过利用热管进行散热，需要定制嵌有热管的散热器，生产成本较高。

此外，现有技术中还可以利用制冷芯片进行散热：在机箱内的电路板上的芯片上放置有制冷芯片，制冷芯片在进行外部供电后，进行工作、对芯片进行制冷、散热。该制冷芯片嵌在橡胶的一端，橡胶的另一端则嵌在机箱外壳内，橡胶为导热橡胶，将制冷芯片的热量传导到机箱外壳进行散热。

但是上述方法中的制冷芯片的成本也较高，并且需要外部供电；而开模制作导热用橡胶，生产成本也较高。并且当机箱高度尺寸改变时，还需要重新开模制作导热橡胶，导致成本的增加。此外，橡胶对热量的传导效率有限，因此散热效果也有限。

发明内容

本发明提供了一种机箱、散热装置以及散热装置安装方法，用以达到既增强对芯片的散热效果，又节约成本的目的。

一种机箱，包括：金属外壳，以及安装于机箱内的芯片，还包括：

第一金属片，与所述芯片的外表面接触形成导热连接；

金属翅片，其一端与所述第一金属片形成导热连接；

导热硅胶，填充于所述金属翅片的另一端与所述金属外壳之间。

所述机箱还包括：第二金属片，设置于所述金属翅片的另一端与所述导热硅胶之间，所述金属翅片通过该第二金属片、导热硅胶与所述金属外壳形成导热连接。

所述第一金属片、金属翅片、第二金属片为一体成形的。

一种散热装置，包括：第一金属片、金属翅片以及导热硅胶；

所述金属翅片的一端与所述第一金属片连接，其另一端覆盖所述导热硅胶。

所述装置还包括：第二金属片，设置于所述金属翅片的另一端与所述导热硅胶之间，所述金属翅片通过该第二金属片与所述导热硅胶形成导热连接。

一种安装上述散热装置的方法，包括：

将所述散热装置的第一金属片与机箱内的电路板上的芯片的外表面固定连接；

安装所述机箱的机箱外壳，使得机箱外壳与所述散热装置的导热硅胶接触形成导热连接。

所述散热装置的高度值大于芯片外表面到机箱外壳的距离值；以及所述高度值与所述距离值之差小于设定阈值。

本发明实施例的散热装置通过第一金属片、金属翅片以及导热硅胶将芯片的热量传导到机箱外壳，使得芯片不仅能通过金属翅片进行散热，还可以通过机箱外壳向机箱外散热，大大增强了散热效果；而且，由于第一金属片、金属翅片的材质常用、便宜，加工简单，因此成本也低。

进一步，本发明实施例的散热装置还包括设置于金属翅片和导热硅胶之间的第二金属片，该第二金属片可以防止导热硅胶在长期受挤压的情况下被金属翅片切断，还可以增大导热硅胶通过第二金属片增加与金属翅片之间的接触面积，传热更加快速充分。

附图说明

图1为现有技术的常用散热器结构示意图；

图2为现有技术的具有热管的散热器结构示意图；

图3为本发明实施例的散热装置结构示意图；

图4为本发明实施例的通过散热装置对芯片进行散热的方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例对于安装在芯片上的散热器，增加散热器翅片的高度，使之接近于机箱外壳；在翅片与机箱外壳之间垫有金属片和导热硅胶，导热硅胶与机箱外壳接触，从而使得芯片的热量不但能通过翅片进行散热，还可以传导到机箱外壳，利用机箱外壳庞大的表面积向外进行散热。

在如图3所示的机箱内，在机箱的底板301设置了电路板302，电路板302上为需要进行散热的芯片303。在芯片303的外表面安装了散热装置，该散热装置还与机箱的外壳304连接。该机箱外壳304通常可以是机箱的可活动的盖。

散热装置由第一金属片311、金属翅片312、第二金属片313以及导热硅胶314构成。

散热装置的第一金属片311与芯片303的外表面形成良好接触，从而使得芯片的热量可以传递到第一金属片311。为了使得第一金属片311与芯片303的外表面形成良好接触，并固定住散热装置，可以通过导热硅脂(或者液态导热硅胶)将第一金属片311与芯片303的外表面进行粘接；或者用螺丝、螺钉等将第一金属片311固定在电路板上，在第一金属片311与电路板之间夹着芯片303，使得芯片303与第一金属片311形成良好的导热连接。

第一金属片311的一个表面与芯片303外表面相接触，其另一个相对表面则连接了金属翅片312，从而将芯片303的热量通过翅片进行散热。

金属翅片312的一端与第一金属片311连接，其另一端与第二金属片313连接；也就是，金属翅片312连接于第一金属片311与第二金属片313之间。

第二金属片313的一个表面覆盖于金属翅片312上，也就是第二金属片313的一个表面与金属翅片312的一端连接；第二金属片313的另一个相对表面则覆盖了导热硅胶314。

由于金属翅片312有足够的高度(比如金属翅片312连接的第二金属片313距离机箱外壳小于15mm)，因此第二金属片313上的导热硅胶314可以与机箱外壳接触，从而使得芯片通过第一金属片311、金属翅片312、第二金属片313以及导热硅胶314将热量传导到机箱外壳304，再由机箱外壳304向外散热。

导热硅胶314不但可以填充第二金属片313与机箱外壳304的高度差，导热硅胶片柔软的材质也保证了散热片与机箱顶部上的坑坑洼洼能够被填满，从而保证与机箱外壳的良好接触。较好的效果是，导热硅胶314的厚度稍大于第二金属片313与机箱外壳304的高度差(比如导热硅胶314的厚度不超过高度差1.5mm)。这样，可以通过机箱外壳对导热硅胶314进行一定的挤压，既保证散热装置与机箱外壳的良好接触，又对第二金属片313上的导热硅胶314起到一定的定位作用，使其不会掉出来。

在导热硅胶314与金属翅片312之间垫有第二金属片313的好处是，不仅可以防止导热硅胶314在长期受挤压的情况下被金属翅片312切断，还可以增大导热硅胶314通过第二金属片313增加与金属翅片312之间的接触面积，传热更加快速充分。

通过上述方法，不但能通过金属翅片312进行散热，还可以通过导热效率高的金属翅片312将热量传导到机箱外壳304，通过机箱外壳304进行散热。因此，大大增强了散热效果。此外，由于热量可以传导到机箱外壳304实现机箱内与机箱外的热交换，因此还可以避免采用风扇来实现机箱内与机箱外的热交换，也就避免了风扇带来的噪音和粉尘。

散热装置的第一金属片311、金属翅片312和第二金属片313，可以是一次加工成形的：对于一整块金属材质，削切掉多余部分，从而形成出翅片之间的间隙，并使金属翅片312、第一金属片311和第二金属片313为一整体。此外，也可以是将现有技术中的具有底板和翅片的散热器，在翅片的另一端粘接一个金属板或金属片形成。散热装置的第一金属片311、金属翅片312和第二金属片313的金属材质为导热性良好的金属，如铝、铝合金、铜等。

在第二金属片313上盖上导热硅胶片，从而最终形成本发明实施例的散热装置。导热硅胶片易于裁切，可以根据需要裁切出合适的厚度尺寸。通常导热硅胶片的厚度为0.5-15mm。将裁切的导热硅胶片放置于第二金属片313上，由于导热硅胶片本身就具有一定粘性，因此可以不用在第二金属片313与导热硅胶片之间涂抹液态导热硅胶。当然，如果为了更为牢固的固定导热硅胶片，也可以在第二金属片313与导热硅胶片之间涂抹液态导热硅胶，在液态导热硅胶固化后起到粘接、固定作用。

由于本发明实施例的散热装置是由常用的导热金属材质以及导热硅胶构成，不必采用价格较贵的制冷芯片、或者热管；且加工制作过程简单，不必进行开模等复杂而耗费资金的工序，或者在翅片间嵌有热管的复杂技术，因此成本较低。

此外，作为一种简化上述散热装置的方法，可以去掉散热装置的第二金属片313，而使金属翅片312直接通过导热硅胶314与机箱外壳304接触，进行散热。通过简化散热装置，可以进一步减小成本。

本发明实施例提供的安装上述散热装置，为芯片进行散热的方法流程图如图4所示，包括如下步骤：

S401、确定机箱内芯片到机箱外壳的距离。

确定安装于机箱内的芯片到其上方的机箱外壳的距离。

S402、设计、制作散热装置。

根据芯片到机箱外壳的距离，设计散热装置的高度。散热装置的高度可以稍稍大于芯片到机箱外壳的距离，不过超过的值不能太大，应在设定值之间(比如1.5mm以内)。比如，确定芯片到机箱外壳的距离为50mm，则设计散热装置的高度为51mm，其中散热装置的导热硅胶高度为10mm，第一金属片、金属翅片和第二金属片，三者共同高度则为41mm。这样，就可以根据设计的尺寸定做散热装置。

由于芯片高度、机箱高度具有固定规格，因此对于同一规格的机箱只要设计出散热装置、批量生产后，对该规格的机箱均可采用该设计的散热装置。

S403、将散热装置安装于芯片上。

将散热装置安装于芯片上，既可以是通过导热硅脂或液态导热硅胶进行粘接，也可以是螺丝、螺钉固定。

S404、盖上机箱外壳。

将散热装置安装于芯片表面后，盖上机箱外壳。机箱外壳通常即是机箱的上盖，或者也可以是机箱的侧盖。由于散热装置的高度稍大于芯片到机箱外壳的距离，则机箱外壳将散热装置的导热硅胶压紧，形成良好的导热连接。

本发明实施例的散热装置通过第一金属片、金属翅片以及导热硅胶将芯片的热量传导到机箱外壳，使得芯片不仅能通过金属翅片进行散热，还可以通过机箱外壳向机箱外散热，大大增强了散热效果；而且，由于第一金属片、金属翅片的材质常用、便宜，加工简单，因此成本也低。

进一步，本发明实施例的散热装置还包括设置于金属翅片和导热硅胶之间的第二金属片，该第二金属片可以防止导热硅胶在长期受挤压的情况下被金属翅片切断，还可以增大导热硅胶通过第二金属片增加与金属翅片之间的接触面积，传热更加快速充分。

由于通过第一金属片、金属翅片、第二金属片以及导热硅胶将芯片的热量传导到机箱外壳，在可以不使用机箱风扇的情况下实现机箱内、外进行热交换，从而避免了风扇噪声，以及因空气交换给机箱内带来的尘土。

此外，由于本发明实施例的散热装置不涉及制冷芯片等有源部件，因此不用进行外部供电，使用更方便、可靠。

以上所述仅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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种机箱，包括：金属外壳，以及安装于机箱内的芯片，其特征在于，还包括：

第一金属片，与所述芯片的外表面接触形成导热连接；

金属翅片，其一端与所述第一金属片形成导热连接；

导热硅胶，填充于所述金属翅片的另一端与所述金属外壳之间。

2、如权利要求1所述的机箱，其特征在于，还包括：第二金属片，设置于所述金属翅片的另一端与所述导热硅胶之间，所述金属翅片通过该第二金属片、导热硅胶与所述金属外壳形成导热连接。

3、如权利要求2所述的机箱，其特征在于，所述第一金属片、金属翅片、第二金属片为一体成形的。

4、如权利要求2或3所述的机箱，其特征在于，所述第二金属片与所述金属外壳之间的距离小于15mm。

5、一种散热装置，其特征在于，包括：第一金属片、金属翅片以及导热硅胶；

所述金属翅片的一端与所述第一金属片连接，其另一端覆盖所述导热硅胶。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

第二金属片，设置于所述金属翅片的另一端与所述导热硅胶之间，所述金属翅片通过该第二金属片与所述导热硅胶形成导热连接。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述导热硅胶的厚度为0.5-15mm。

8、如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一金属片、金属翅片、第二金属片为一体成形的。

9、一种安装如权利要求6所述散热装置的方法，其特征在于，包括：

将所述散热装置的第一金属片与机箱内的电路板上的芯片的外表面固定连接；

安装所述机箱的机箱外壳，使得机箱外壳与所述散热装置的导热硅胶接触形成导热连接。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述散热装置的高度值大于芯片外表面到机箱外壳的距离值；以及所述高度值与所述距离值之差小于设定阈值。

Images