CN106455430A - 一种散热装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于散热设备领域，具体为一种散热装置，包括散热板和散热管，散热板上设有槽体，散热管通过槽体安装在散热板上，散热管的外壁至少有部分设有环绕其外周的凹陷部，凹陷部与槽体内壁通过焊接填充材料连接。与现有技术相比，本发明位于散热管的表面环设有凹陷部，该凹陷部与槽体内壁之间设有焊接填充材料，焊接填充材料通过凹陷部可顺利地进入凹陷部与槽体内壁之间的间隙，并填充该间隙以使凹陷部与槽体内壁紧密地连接，增大了散热管与散热板的接触面积，从而降低了热阻，提高了散热管与散热板的导热率、提高散热装置的散热效果。本发明还提供了一种用于制造上述散热装置的制造方法，该制造方法工艺简单、操作容易。

Description

一种散热装置及其制造方法

技术领域

本发明属于散热设备领域，具体为一种散热装置及其制造方法。

背景技术

随着科技的发展，散热装置成为各种设备必不可少的元件之一，散热装置一般分为风冷散热、金属导热和水冷散热三种。

其中，风冷散热的散热效果虽然明显，但由于被降温设备的工作环境中可能存在腐蚀性气体，风冷散热时会将腐蚀性气体带入设备内，从而加快其内部电路的腐蚀，缩短其寿命；金属导热的散热效果虽好，但被降温设备的发热量大时，需要的金属导热片多，占用的空间大，提高了被降温设备的重量，若使用铝制的导热片，重量是减轻了，但由于铝制的导热片容易被碱性物质腐蚀，需要进行防腐处理，提高了成本；水冷散热的散热效果好，散热效率高，水冷散热一般采用散热管和散热板的结合方式，但现有的散热管与散热板配合时会受到散热管表面平整度、粗糙度等因数的影响，因此散热管与散热板之间会出现贴合不紧的现象，当散热管位于发热元件对应的部分出现贴合不紧时，则会严重影响该发热元件的散热，影响散热效果。因此，研发一种散热管与散热板贴合紧密的散热装置是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种散热管与散热板配合紧密、散热效果好的散热装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种散热装置，包括散热板和散热管，所述散热板上设有槽体，所述散热管通过所述槽体安装在所述散热板上，所述散热管的外壁至少有部分设有环绕其外周的凹陷部，所述凹陷部与槽体内壁通过焊接填充材料连接。

与现有技术相比，本发明提供的散热装置，位于散热管的表面环设有凹陷部，该凹陷部与槽体内壁之间设有焊接填充材料，所述焊接填充材料通过凹陷部可顺利地进入凹陷部与槽体内壁之间的间隙，并填充该间隙以使凹陷部与槽体内壁紧密地连接，增大了散热管与散热板的接触面积，从而降低了热阻，提高了散热管与散热板的导热率、提高散热装置的散热效果。

进一步的，所述散热管的外壁向散热管内腔凹陷形成所述凹陷部。

进一步的，所述散热管内壁位于所述凹陷部对应的位置形成与凹陷部轨迹对应的凸起部。当冷媒液体在散热管内流动时，冷媒液体撞击凸起部后形成湍流，湍流有利于冲击散热管内腔的污垢，达到除去污垢的效果。

进一步的，所述凹陷部包括两种设置方式。

作为所述凹陷部的第一种设置方式。

所述凹陷部为环形凹陷部，所述环形凹陷部沿所述散热管的轴线间隔设有多个，连续多个所述的环形凹陷部组成一段，并在所述散热管上间断设置有若干段，所述环形凹陷部结构简单，该设置方式便于加工制造。

作为所述凹陷部的第二种设置方式。

所述凹陷部为沿所述散热管螺旋环绕的螺旋凹槽，所述凹陷部在所述散热管上间断设置有若干段。所述螺旋凹槽便于填充焊接填充材料，并且可使焊接填充材料分布更均匀，使得散热管与槽体的连接更紧密，从而降低热阻，提高散热效果。

进一步的，所述槽体迂回曲折或螺旋布置在散热板上，所述散热管的形状设计成与所述槽体的轨迹相适配。

进一步的，所述槽体包括贯穿散热板侧部的进液槽和出液槽，以及连通所述进液槽和出液槽的散热槽，所述散热管包括进液管道、出液管道，以及连接所述进液管道和出液管道的散热管道，所述进液管道安装在进液槽内，并向外侧延伸至散热板的外侧，所述出液管道安装在出液槽内，并向外延伸至散热板的外侧，所述散热管道安装在散热槽内。所述散热管道迂回曲折的方式或螺旋的方式根据设置在散热板上的发热元件的位置和数量进行确定，所述散热管道设置成迂回曲折或螺旋布置，可使冷媒液体在散热管道内流通的时间更长，并且使冷媒液体尽可能地流向更多的发热元件，提高散热效果。

可选的，为了保证焊接填充材料在凹陷部内填充的体积，确保散热管与槽体之间连接紧密，并且确保焊接填充材料不易脱落，所述凹陷部的深度为散热管壁厚的0.8-1.2倍，凹陷部的槽宽为散热管壁厚的2.5-3倍。

本发明还提供了用于一种制造上述散热装置的制造方法，其包括以下步骤：

首先，在散热板的表面加工槽体，并将散热管折弯加工成与槽体轨迹相适配的形状，随后通过滚轧的方式，在散热管的表面加工出若干段凹陷部，凹陷部的加工位置根据设置在散热板上的发热元件的位置来确定，当需要降温的发热元件设有多个时，凹陷部的位置和数量均根据发热元件的设置来确定，每段凹陷部的长度应大于或等于与其对应的发热元件沿散热管方向的有效长度，同时，由于采用滚轧的加工方式，因此在加工出凹陷部的同时，也相应地把对应凹陷部设置在散热管内壁的凸起部也加工出来，待凹陷部加工完毕后，在凹陷部的表面均匀地涂上焊剂，该焊剂可使铜和铝经过焊接后固定连接起来，完成焊剂的涂抹后，将散热管放置于槽体内，此时散热管与槽体为间隙配合，其间隙量为0.1mm-0.3mm，随后通过挤压装置向下挤压散热管，挤压的方向为朝向槽体开口的一侧，从而使散热管发生塑性变形，管径不可恢复，而槽体发生弹性变形，尺寸可恢复，从而使散热管紧密地装配在槽体内；待完成散热管与散热板的装配后，用焊接装置对涂有焊剂的位置进行焊接，在焊接的过程中，焊接填充材料熔化并顺利地沿凹陷部流至凹陷部与槽体内壁之间的间隙内，以填充间隙，待冷却后，焊接填充材料将凹陷部与槽体焊接在一起，从而增大散热管与槽体内壁的接触面积，提高散热效率；最后在散热板的表面涂上环氧树脂，使散热板的表面覆盖有一层环氧树脂层，从而将散热管与槽体密封起来。

附图说明

图1为散热装置的爆炸图

图2为图1的A区域的放大图

图3为散热装置的结构示意图

图4为散热管的剖视图

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

参见图1至图3，一种散热装置，包括散热板1和散热管2，所述散热板1上设有槽体3，所述槽体3包括贯穿散热板1侧部的进液槽31和出液槽32，以及连通所述进液槽31和出液槽32的散热槽33，所述散热管2包括进液管道21、出液管道22，以及连接所述进液管道21和出液管道22的散热管道23，所述散热管2的形状设计成与所述槽体3的轨迹相适配，所述进液管道21安装在进液槽31内，并向外侧延伸至散热板1的外侧，所述出液管道22安装在出液槽32内，并向外延伸至散热板1的外侧，所述散热管道23安装在散热槽33内，所述进液管道21和出液管道22分别与外部冷媒液体连接形成循环散热系统，所述散热管2的外壁至少有部分设有环绕其外周的凹陷部24，所述凹陷部24与槽体3内壁通过焊接填充材料(所述焊接填充材料图中未示)连接。优选的，所述外部冷媒液体为水或冷却液或冷却液与水的混合溶液。优选的，所述散热管2为铜管，所述散热板1为铝板。

所述散热管道21迂回曲折的方式根据设置在散热板1上的发热元件5的位置和数量进行确定，即散热管2的设置方式应尽可能地穿过需要降温的所有发热元件5的正下方，以使冷媒液体最大程度地带走各个需要降温的发热元件5的热量，从而提高散热效果，优选的，所述散热管道23包括至少两个直流段231和连接相邻两个直流段231的拐弯段232，所述直流段231设置在需要散热的发热元件5的正下方。

与现有技术相比，本发明提供的散热装置，位于散热管2的表面环设有凹陷部24，该凹陷部24与槽体3内壁之间设有焊接填充材料，所述焊接填充材料通过凹陷部24可顺利地进入凹陷部24与槽体3内壁之间的间隙，并填充该间隙以使凹陷部24与槽体3内壁紧密地连接，增大了散热管2与散热板1的接触面积，从而降低了热阻，提高了散热管2与散热板1的导热率、提高散热装置的散热效果。

参见图1、图2和图4，所述散热管2的外壁向散热管2内腔凹陷形成所述凹陷部24，相应地，所述散热管2内壁位于所述凹陷部24对应的位置形成与凹陷部24轨迹对应的凸起部25，当冷媒液体在散热管2内流动时，冷媒液体撞击凸起部25后形成湍流，湍流有利于冲击散热管2内腔的污垢，从而达到除去污垢的效果。

参见图1至图3，所述凹陷部24为沿所述散热管2螺旋环绕的螺旋凹槽，为了节省制造成本，并且保证发热元件的散热效果，所述凹陷部24在所述散热管2上间断设置有若干段，螺旋凹槽的段数根据设置在散热板1上的发热元件5的位置和数量来确定，即在位于需要降温的发热元件5下方的散热管2上才设置凹陷部24，增大该部分散热管2与槽体3之间的接触面积，保证良好的热传导率，优选的，每段螺旋凹槽的轴向长度应大于或等于对应发热元件5的轴向长度，尽可能地保证发热元件5散热充分。螺旋凹槽的设置方式便于填充焊接填充材料，并且可使焊接填充材料分布更均匀，使得散热管2与槽体3的连接更紧密，从而降低热阻，提高散热效果。

作为一种改进的方案，为了便于安装散热管，散热管2通过挤压的方式安装在槽体3内，压装前，散热管2与槽体3为间隙配合，间隙量取值范围为0.1mm-0.3mm，优选的，间隙量可选0.1mm或0.2mm或0.3mm，压装后，散热管2与槽体3的间隙量为0mm-0.1mm，为了保证压装后散热管2与槽体3连接紧密，在散热管2和槽体3内壁之间的间隙填充有所述焊接填充材料，以增大散热管2与槽体3内壁的接触面积，提高热量传导效率、提高散热效果。

作为一种改进的方案，在不影响凹陷部24制造难度的前提下，为了保证焊接填充材料在凹陷部24内填充的体积，确保散热管2与槽体3之间连接紧密，并且确保焊接填充材料不易脱落，所述凹陷部24的深度为散热管壁厚0.8-1.2倍，优选的，凹陷部24的深度可为散热管壁厚的0.8倍或1.2倍，或凹陷部24的深度与散热管的壁厚相同，所述凹陷部的槽宽为散热管壁厚的2.5-3倍，所选的，凹陷部24的槽宽可为散热管壁厚的2.5倍或2.8倍或3倍，这样，才可使散热管2与散热板1充分接触，保证良好的热传递效果。

本发明还提供了用于一种制造上述散热装置的制造方法，其包括以下步骤：

首先，在散热板的表面加工槽体，并将散热管折弯加工成与槽体轨迹相适配的形状，随后通过滚轧的方式，在散热管的表面加工出若干段凹陷部，优选的，采用散热管采用铜管，散热板采用铝板，凹陷部的加工位置根据设置在散热板上的发热元件的位置来确定，当需要降温的发热元件设有多个时，凹陷部的位置和数量均根据发热元件的设置来确定，每段凹陷部的长度应大于或等于与其对应的发热元件沿散热管方向的有效长度，同时，由于采用滚轧的加工方式，因此在加工出凹陷部的同时，也相应地把对应凹陷部设置在散热管内壁的环状凸起部也加工出来，待凹陷部加工完毕后，在凹陷部的表面均匀地涂上焊剂，该焊剂可使铜和铝经过焊接后固定连接起来，完成焊剂的涂抹后，将散热管放置于槽体内，此时散热管与槽体为间隙配合，其间隙量为0.2mm，随后通过挤压装置朝槽体开口的一侧挤压散热管，从而使散热管发生塑性变形，管径不可恢复，而槽体发生弹性变形，尺寸可恢复，从而使散热管紧密地装配在槽体内；待完成散热管与散热板的装配后，用焊接装置对涂有焊剂的位置进行焊接，在焊接的过程中，焊接填充材料熔化并顺利地沿凹陷部流至散热管与槽体内壁之间的间隙内，以填充间隙，待冷却后，焊接填充材料将凹陷部与槽体焊接在一起，从而增大散热管与槽体内壁的接触面积，提高散热效率；最后在散热板的表面涂上环氧树脂，以使散热板的表面覆盖有一层环氧树脂层，从而将散热管与槽体密封起来。所述制造方法工艺简单，操作容易，通过在铜管的表面加工凹陷部，并在铜管装配到散热板之后对凹陷部的位置进行焊接，使焊剂熔解并充分地留到凹陷部的四周，有效地填充散热管与槽体之间的空隙，紧密地把散热管与槽体连接起来，提高散热效果。

实施列二：

本实施例与实施例一的区别在于所述槽体的设置方式的不同，本实施例的槽体为螺旋水平布置，所述散热管的形状设计成与所述槽体的轨迹相适配，为了保证散热效果，所述散热管尽可能地穿过需要降温的所有发热元件的正下方。

本实施例的其它技术特征与实施例一相同，在此不再详细描述。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于所述凹陷部的设置方式的不同，本实施例的凹陷部为环形凹陷部，所述环形凹陷部沿所述散热管的轴线间隔设有多个，优选的，为了降低制造成本，连续多个所述的环形凹陷部组成一段，并在所述散热管上间断设置有若干段，所述环形凹陷部分别设置在发热元件的正下方，即环形凹陷部的段数根据设置在散热板上的发热元件的位置和数量来确定，即在位于需要降温的发热元件下方的散热管上才设有环形凹陷部，增大该部分散热管与槽体之间的接触面积，保证良好的热传导率，优选的，每段环形凹陷部的轴向长度应大于或等于对应发热元件5的轴向长度，尽可能地保证发热元件5散热充分。所述环形凹陷部结构简单，该设置方式便于加工制造。

本实施例的其它技术特征与实施例一相同，在此不再详细描述。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种散热装置，包括散热板和散热管，所述散热板上设有槽体，所述散热管通过所述槽体安装在所述散热板上，其特征在于：所述散热管的外壁至少有部分设有环绕其外周的凹陷部，所述凹陷部与槽体内壁通过焊接填充材料连接。

2.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述散热管的外壁向散热管内腔凹陷形成所述凹陷部。

3.根据权利要求2所述的一种散热装置，其特征在于：所述散热管内壁位于所述凹陷部对应的位置形成与凹陷部轨迹对应的凸起部。

4.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述凹陷部为环形凹陷部，所述环形凹陷部沿所述散热管的轴线间隔设有多个。

5.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述凹陷部为沿所述散热管螺旋环绕的螺旋凹槽。

6.根据权利要求4或5所述的一种散热装置，其特征在于：所述凹陷部在所述散热管上间断设置有若干段。

7.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述凹陷部的深度为散热管壁厚的0.8-1.2倍，凹陷部的槽宽为散热管壁厚的2.5-3倍。

8.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述槽体迂回曲折或螺旋布置在散热板上，所述散热管的形状设计成与所述槽体的轨迹相适配。

9.根据权利要求1所述的一种散热装置，其特征在于：所述散热管的形状设计成与所述槽体的轨迹相适配，所述槽体包括贯穿散热板侧部的进液槽和出液槽，以及连通所述进液槽和出液槽的散热槽，所述散热管包括进液管道、出液管道，以及连接所述进液管道和出液管道的散热管道，所述进液管道安装在进液槽内，并向外延伸至散热板的外侧，所述出液管道安装在出液槽内，并向外延伸至散热板的外侧，所述散热管道安装在散热槽内。

10.一种用于制造权利要求1至5任一项所述的散热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.在散热板的表面加工槽体；

b.将散热管弯折加工成与槽体轨迹相适配的形状；

c.采用滚轧的方式，在散热管的表面加工凹陷部，散热管内壁位于所述凹陷部对应的位置形成与凹陷部轨迹对应的凸起部；

d.在螺旋凹槽的表面均匀地涂上焊剂；

e.将散热管置于槽体内，通过挤压装置向下挤压散热管使其发生塑性变形，以使散热管与槽体紧密地连接；

f.使用焊接装置在涂有焊剂的位置进行焊接，焊接填充材料沿凹陷部流到与凹陷部与槽体之间的间隙，冷却后，焊接填充材料使凹陷部与槽体焊接在一起；

g.在散热板的表面涂上用于密封槽体和散热管的环氧树脂。