CN102117787A - 散热器 - Google Patents

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CN102117787A CN201010623094XA CN201010623094A CN102117787A CN 102117787 A CN102117787 A CN 102117787A CN 201010623094X A CN201010623094X A CN 201010623094XA CN 201010623094 A CN201010623094 A CN 201010623094A CN 102117787 A CN102117787 A CN 102117787A
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Abstract

本发明公开了一种散热器，其包括：基座；第一翅片，设置在基座上并包括第一切口部；第一热管，包括第一直线部和第一弯曲部，第一弯曲部被设置在第一切口部中；以及第二热管，包括用具有导热性的粘合物连接到第一翅片的第二直线部。

Description

散热器
技术领域
在此讨论的实施例涉及一种散热器。
背景技术
产品的热源，例如中央处理单元(CPU)或开关装置散发热量，并且已知散热器将这种散发的热量释放到外部。
在产品设有散热器的情况下，散热器可常常被布置在有限的空间内。因此，为了在有限的空间内改善放热效率，已经使用了各种方法。
作为这些方法的其中之一，散热器可具有被设置成将热量有效传递到翅片(fin)的热管。
图7示出了设有热管的散热器。图8示出了设置这些热管的方式。图9是示出设有热管的散热器的分解图。
散热器90具有受热板91和多个翅片92a、92b，这些翅片被布置在受热板91上，以便彼此按预定距离分隔开。
两个U形热管93、94从图7的前侧向后侧插入多个翅片92a、92b中，以便如图8所示那样倾斜预定的角度。在这种插入状态下，热管93、94被布置成用多个翅片92a、92b整体覆盖。
热管93、94被设置成，使得来自受热板91的热量在离开受热板91的部分也能够被传递到每个翅片92a、92b，由此改善放热效率。
每个热管93、94中具有精细的结构。因此，例如在每个热管93、94具有
Figure BSA00000413505700011
的直径的情况下，每个热管93、94的弯曲部的曲率半径最多为15mm。
如图7和图9所示，在散热器90中，覆盖热管93、94的弯曲部的那些翅片92a分别具有与这些弯曲部的形状相对应的切口部95、96。因此，热管93、94能够整体布置在由翅片92a、92b构成的组件内。这些翅片还设置成覆盖弯曲部，并且这样的构造使得从这个区域中的受热板91传递的热量能够被释放。
例如，涉及现有技术的这类技术在日本特开专利公报第11-145354号和2004-273632号中公开。
在公开的技术中，切口部不与热管的弯曲部接触。因此，在具有切口部的翅片中，翅片接触热管的面积减少。所以，这种翅片的问题在于其放热效率相对于没有切口部的翅片而言被降低。
发明内容
实施方式的一个方案的目的是提供一种能够改善放热效率的散热器。
根据本发明的一个方案，散热器包括：基座；第一翅片，设置在基座上并包括第一切口部；第一热管，包括第一直线部和第一弯曲部，第一弯曲部被设置在第一切口部中；以及第二热管，包括用具有导热性的粘合物连接到第一翅片的第二直线部。其中，所述粘合物由焊料成分(solder member，焊件)制成。
附图说明
图1为示出了根据第一实施例的散热器的立体图。
图2示出了散热器的构造。
图3示出了多个热管之间的位置关系。
图4示出了散热器的一种改型。
图5示出了散热器的另一种改型。
图6示出了根据第二实施例的散热器。
图7示出了设有热管的散热器。
图8示出了设置热管的一种方式。
图9为示出了设有热管的散热器的分解图。
具体实施方式
将参考附图来描述根据实施例的散热器。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的散热器的立体图。
根据该实施例的散热器(放热器)1具有基板(受热板)2、翅片单元3和热管4a、4b。
基板2具有矩形形状。
两个凹槽21、22平行于基板2的一侧2a形成于基板2上，以便彼此以预定距离分隔开。热管4a通过焊料部分地接触凹槽21。热管4b通过焊料部分地接触凹槽22。
基板2通过与布置翅片单元3的一侧的相反侧上的导热构件(thermallyconductive member)，例如润滑脂(grease)，接触热源(未示出)。
热源的示例包括CUP等的半导体芯片、开关装置、电阻装置和半导体封装或具有这些部件的类似装置。
构成基板2的材料的示例包括铜和铝。
用于散热的热管(与热管4a和4b不同)可被嵌入到基板2中。
翅片单元3通过焊料等而布置在基板2上。
翅片单元3包括多个翅片3a、3b。翅片3a、3b中的每一个均呈板状。多个翅片3a、3b竖直地设置在基板2上。每个翅片3a、3b从一侧2b(前侧)沿由平行于侧面2a的箭头指示的方向(向后侧)有规律地设置。翅片3a分别设置在基板2的前侧和后侧上。翅片3b被布置在设置于前侧的翅片3a与设置于后侧的翅片3a之间。
每个翅片3a、3b被设置成与其他翅片3a、3b按预定距离分隔开。
构成翅片3a、3b的材料的示例包括铜和铝。
例如，虽然图1未示出，但是每个翅片3a、3b可设有连接部，该连接部用于将翅片3a、3b中的一者连接到其他翅片3a、3b。每个翅片3a、3b可通过连接部连接到其他翅片3a、3b。
热管4a、4b布置在翅片单元3内。
每个热管4a、4b均具有由金属(例如铜等)制成的U形本体。该本体以管的形式设置。U形本体的端部被封闭，并且其内部为气密的。具有多孔物质的芯(wick)和细凹槽被设置在本体的内壁上。
少量液体(工作流体)被封入本体中。工作流体的示例包括纯水、氨水及含氯氟烃等的替换方案。
图2示出了该散热器的构造。
从前侧向后侧观察(在正视图中)，热管4a被布置成相对于垂直于基板2的方向向左成预定的角度倾斜。在正视图中，热管4b被布置成相对于垂直于基板2的方向向右成预定的角度倾斜。
参考图2，翅片单元3能够根据其形式(form)大致分成三个组件，这三个组件包括由翅片3a构成的组件、由翅片3b构成的组件和由翅片3a构成的组件。
图2的左侧上示出的组件51通过从前侧向后侧按预定的数量组装多个翅片3a而形成，每个翅片3a具有相同的形状。
组件51通过共同地组装翅片3a而形成，热管4b的弯曲部42在这种组装状态下位于该组件51内侧。
组件51的每个翅片3a均具有圆孔(通孔)31、形成半圆形凹槽32的凹部(concavity)以及与热管4b的弯曲部42相对应的切口部33。热管4a的直线部43被插入到孔31中并穿过该孔。热管4a的直线部45被插入到凹槽32中并穿过该凹槽。
图2的右侧上示出的组件52通过从最后侧向前侧按预定的数量组装多个翅片3a形成，每个翅片3a具有相同的形状。
组件52通过组装翅片3a而形成，热管4a的弯曲部41在这种组装状态下位于该组件52内侧。
组件52的每个翅片3a均具有孔31、形成凹槽32的凹部以及与热管4a的弯曲部41相对应的切口部33。热管4b的直线部44被插入到孔31中并穿过该孔。热管4b的直线部46被插入到凹槽32中并穿过该凹槽。
设有切口部33的翅片3a的数量基于弯曲部41的曲率半径而被确定。例如，在热管4a、4b各具有的直径的情况下，相应的弯曲部41、42的曲率半径约为15mm。
设置切口部33，使得热管4a、4b完全位于翅片单元3内。每个切口部33具有相同的形状。
组件53通过组装多个未用于组件51、52的翅片3b而形成。组件53通过组装翅片3b而形成，热管4a的直线部43、45和热管4b的直线部44、46在这种组装状态下均位于组件53内侧。
组件51的每个翅片3a均具有孔31和形成凹槽32的凹部。组件52的每个翅片3a均具有孔31和形成凹槽32的凹部。热管4a的直线部43穿过组件53的孔31和组件51的孔31。热管4b的直线部44穿过组件53的孔31和组件52的孔31。热管4a的直线部45穿过组件53的凹槽32和组件51的凹槽32。热管4b的直线部46穿过组件53的凹槽32和组件52的凹槽32。
在具有这种结构的散热器1中，热管4b的直线部44、46接触组件52的翅片3a。此外，热管4b的直线部44、46的端部接触位于最靠后的组件52的翅片3a。热管4b的端部被设置成从外部不可见。
此外，热管4a的直线部43、45接触组件51的翅片3a。而且，热管4a的直线部43、45的端部接触最靠前的组件51的翅片3a。热管4a的端部被设置成从外部不可见。
图3示出了这些热管之间的位置关系。
在图3中，省略了对除热管4a、4b外的部件的示出。
图3示出了在热管4a、4b被插入到翅片单元3中的状态下，热管4a与热管4b之间的位置关系。
热管4a、4b通过以其中相应的弯曲部41、42在平面图中相交叉的方式，从相反的端部插入到翅片单元3中而被布置。即，热管4a通过以下方式来布置：热管被从图1的后侧向前侧插入，使得热管4a的直线部沿与翅片3a或3b的平表面的方向正交交叉的方向(沿垂直方向)插入。另一方面，热管4b通过以下方式来布置：热管被从图1的前侧向后侧插入，使得热管4b的直线部沿与翅片3a或3b的平表面的正交交叉的方向(沿垂直方向)插入。
热管4a、4b被布置成使得相应的弯曲部41、42彼此面对。
将描述散热器1中放热的机构。
在使用散热器1的情况下，散热器1被放置成使得基板2的大致中央接触热源。
首先，从热源产生的热量被传递到基板2。
已经传递到基板2的一部分热量被分别从凹槽21、22传递到热管4a、4b的直线部45、46。另外，另一部分热量被直接传递到翅片3a、3b。
在热量被传递到每个热管4a、4b的工作流体的情况下，工作流体的温度增加，因此使得工作流体蒸发。蒸发所产生的蒸汽分别经热管4a、4b的弯曲部41、42移动，并移动到直线部43、44。
移动的蒸汽被翅片3a、3b冷却进而液化。具体而言，热管4a的直线部43被布置在设置于组件51的每个翅片3a上的孔31中，因此已经移动到直线部43的蒸汽通过将热量从孔31传递到组件51的每个翅片3a来冷却，由此被液化。
热管4b的直线部44被布置在设置于组件52的每个翅片3a上的孔31中，因此已经移动到直线部44的蒸汽通过将热量从孔31传递到组件52的每个翅片3a来冷却，由此被液化。
通过液化蒸汽而再产生的工作流体在热管4a、4b的内壁上行进，并通过毛细管作用返回到每个直线部45、46。
将描述制造散热器1的方法。
首先，制备其上形成有凹槽21、22的基板2。
翅片3a、3b使用上述连接部等等而彼此连接，由此产生翅片单元3。
翅片单元3被放置在基板2上，使得翅片单元3的凹槽32和切口部33分别与基板2的凹槽21、22对齐。
在热管4a、4b上应用膏状焊料，然后将热管4a、4b插入翅片单元3中。
凭借这种构造，热管4a的直线部45沿凹槽21布置。另外，热管4b的直线部46沿凹槽22布置。
然后，将所形成的产品放置在(熔)炉中，以熔化膏状焊料。焊料随后固化，由此将翅片单元3和热管4a、4b固定到基板2。
利用这些过程，能够制造散热器1。
如上所述，散热器1具有这样的构造，其中热管4b(4a)的直线部44(43)接触与热管4a(4b)的弯曲部41(42)相对应的组件52的翅片3a。
具体而言，在制造过程中，热管4a的直线部43沿与热管4b的直线部44的插入方向相反的方向插入。
因此，翅片3a的接触热管4a、4b的总面积增加。因此，在具有热管4a、4b嵌入翅片单元3的构造的散热器1中，放热效率能够得以改善。
例如，在图7所示的散热器90的构造中，热管93、94被设置成按预定的角度倾斜。因此，位于翅片92a的切口部95、96之间的区域具有这样的构造，其中这种区域由于切口部95、96的存在，而从另一区域不佳地接收热量。因此，位于翅片2的中央的倒三角部变成对放热无用的死空间(deadspace)。
然而，在增加每个热管相对于基板的倾斜角度，以便减小布置在这些切口部之间的区域面积的情况下，热量不会被传递到整个翅片92a，从而导致放热效率降低。
另一方面，在散热器1中，每个翅片3a的切口部33不构成要被插置的区域。因此，放热效率的降低能够被抑制。
热管4a、4b被布置成彼此交叉，使得相对于热管被布置成彼此不交叉的情况，布置各具有大的曲率半径的热管。因此，放热效率得以进一步增加。
第一改型
图4示出了散热器的一种改型。将省略与散热器1相同的描述。
在散热器1中，热管4a、4b被布置成相对于与基板2垂直的方向成预定的角度倾斜。
然而，在图4所示的散热器1a中，热管4a、4b相对于基板2垂直布置。
例如，在热管4a、4b具有的直径的情况下，相应的弯曲部41、42的曲率半径约为15mm。
具有这种构造的散热器还提供了以下优点：能够改善每个翅片3a中形成切口部33的位置处的放热性能。
第二改型
图5示出了散热器的一种改型。将省略与散热器1相同的描述。
在上述实施例中，散热器4a、4b从相反的端部插入，并布置成在平面图中彼此交叉。
然而，在图5所示的散热器1b中，热管4a、4b从相反的端部插入，并被布置成以预定的角度倾斜而不彼此相交。
例如，在每个热管4a、4b具有的直径的情况下，各自弯曲部41、42的曲率半径约为15mm。
具有这种构造的散热器1b还提供了以下优点：能够改善每个翅片3a中形成切口部33的位置处的放热性能。此外，散热器1b提供了以下优点：能够相对于散热器1a改善每个翅片3a中的放热效率。
将在下文描述根据第二实施例的散热器。
第二实施例
将基于第一实施例与第二实施例之间的差异来描述根据第二实施例的散热器，并将省略与第一实施例相同的描述。
图6示出了根据第二实施例的散热器1c。
在散热器1c中，三个热管4a、4b和4c布置成用翅片3a、3b覆盖。
虽然热管4a、4b之间的位置关系与第一实施例的散热器1a中的情况相同，但是热管4a、4b布置在散热器1a内的右侧上。
热管4c布置到热管4a、4b的左侧，以便相对于基板2的垂直方向向左倾斜预定的角度。
热管4c具有与热管4a、4b相同的形状。
热管4c通过将其端部从图6的前侧向后侧插入翅片单元3中来布置。
根据该实施例的组件51的每个翅片3a具有孔31、形成凹槽32的凹部、切口部33和切口部34。热管4a的直线部43穿过孔31。热管4a的直线部45穿过凹槽32。切口部33容纳热管4b的弯曲部42。切口部34容纳热管4c的弯曲部47。
根据该实施例的组件52的每个翅片3a具有孔31、形成凹槽32的凹部、切口部33和另一孔(未示出)。热管4b的直线部44穿过孔31。热管4b的直线部46穿过凹槽32。切口部33容纳热管4a的弯曲部41。热管4c的直线部穿过上述的另一孔。
组件53的每个翅片3b具有这两个孔31和另一孔(未示出)。热管4a、4b的各自直线部43、44穿过这两个孔31。热管4c的直线部穿过上述的另一孔。
在散热器1c中，热管4a的直线部43布置在位于每个翅片3a的热管4b与4c之间的区域中。
因此，热量被从直线部43传递到通过由每个翅片3a的切口部33、34划分形成的倒三角部，使得不会产生死空间，由此能够抑制放热效率降低。
第二实施例的散热器1c能够提供与第一实施例的散热器1相同的优点。
第二实施例的散热器1c能够进一步改善放热效率。
虽然已经参考附图基于以上实施例描述了根据本发明的这些实施例的散热器，但是本发明的实施例并不限于以上的实施例。每个部件的构造能够由具有与每个以上实施例相同功能的另一构造适当地代替。另外，其他物件和操作可被适当加入到本发明的实施例。
此外，本发明的这些实施例可通过适当组合上述实施例的两个或更多个构造(特性或特征)来设置。
在此所述的所有的示例和条件语言旨在用于教示目的，以帮助读者理解本发明的原理及发明者为促进本领域所贡献的构思，并且它们应当被解释为既不限于如此具体描述的示例和条件，也不限于说明书中涉及示出本发明的优势和劣势的此类示例的组织。尽管已经详细描述了本发明的这些实施例，但是应当理解在不背离本发明的实质和范围的情况下，可对本发明进行各种改变、替代和修改。

Claims (10)

1.一种散热器，包括：
基座；
第一翅片，被设置在所述基座上并包括第一切口部；
第一热管，包括第一直线部和第一弯曲部，所述第一弯曲部被设置在所述第一切口部中；以及
第二热管，包括用具有导热性的粘合物连接到所述第一翅片的第二直线部。
2.根据权利要求1所述的散热器，其中所述粘合物由焊料成分制成。
3.根据权利要求1所述的散热器，其中所述第一弯曲部相对于所述第一翅片弯曲。
4.根据权利要求1所述的散热器，还包括：
第二翅片，被设置在所述基座上并包括第二切口部，其中
所述第二热管还包括设置于所述第二切口部中的第二弯曲部，并且所述第一直线部用具有导热性的粘合物连接到所述第二翅片。
5.根据权利要求4所述的散热器，其中所述第二弯曲部相对于所述第二翅片弯曲。
6.根据权利要求1所述的散热器，其中所述第一翅片包括孔部，所述第二直线部被插入到所述孔部中。
7.根据权利要求4所述的散热器，其中所述第一直线部从所述第一弯曲部向所述第二翅片延伸，所述第二直线部从所述第二弯曲部向所述第一翅片延伸，并且所述第一弯曲部面对所述第二弯曲部。
8.根据权利要求1所述的散热器，其中所述第一切口部相对于所述基座倾斜。
9.根据权利要求4所述的散热器，其中所述第二切口部相对于所述基座倾斜。
10.一种散热器，包括：
基座；
多个翅片，被设置在所述基座上并包括第一翅片和第二翅片，所述第一翅片包括第一切口部，所述第二翅片包括第二切口部；
第一热管，包括第一弯曲部和从所述第一弯曲部延伸的第一直线部，所述第一弯曲部被设置在所述第一切口部中，所述第一直线部连接到所述第二翅片，以及
第二热管，包括第二弯曲部和从所述第二弯曲部延伸的第二直线部，所述第二弯曲部被设置在所述第二切口部中，所述第二直线部连接到所述第一翅片。
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