CN108089681A - 基于樟树叶微观结构表面的cpu散热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器及其制造方法，利用3D打印方法制造基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，简单易操作，仅需要对3D打印建模软件有一定了解便可轻松制造。该制造方法相对于传统的制造方法来说，无需过多的设备以及制造技术，在家里等小型空间内便可以制造，能够满足个性化生产等。且生产精度较高，能够满足设计尺寸精度要求。本发明在散热器肋条表面添加增强散热性能的仿樟树叶纹路，该种仿生结构具有良好的亲水性，能通过增加散热器肋条增加湿润性的方式，增加散热性能，且散热面积增加了21％‑35％散热面积，提高了散热器的散热效率，从而有效解决解决CPU散热问题，降低CPU运行温度，延长CPU的使用寿命。

Description

基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及强化传热技术领域，具体涉及一种基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器及其制造方法。

背景技术

随着现在计算机运行速度的不断增长，微电子机械系统以及超大规模的集成电路等技术也得到飞速的增长，电子产业是我国发展以及增长最快的产业之一，如今的电子设备不断向着微型化、集成化发展。在这种发展趋势下，电子设备的热流密度也快速增长。在高温、潮湿的等条件下，电子设备的材料也极易破坏、变形、腐蚀、老化等，持续的高温还会降低电子产品的性能以及寿命，从而导致频繁更换电子产品，不符合人民对电子产品的需求，也不符合国家制定能源的可持续发展政策。电子设备散热，特别是电子设备的CPU的散热问题直接关系设备的工作性能、寿命等因素，该问题一直是该行业重要的研究方向，故设计一种有强化散热性能的散热器具有广阔的前景。

另外，传统散热器的制造方法需要通过铸模、浇模、脱模等繁琐的步骤来达到一种金属零件的完整制造。制造方式繁琐，且需要许多生产设备，且制造时间长,无法为个体满足个性化生产。

发明内容

本发明提供一种基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器及其制造方法，其将仿生结构纹路添加在直板形水冷散热器散热片表面，增加其散热性能，降低CPU运行温度，解决CPU散热问题。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，由底座以及立设在底座上表面的2片以上的散热片组成；所有散热片相互间隔平行设置；每片散热片的表面上设有多条相互平行的横向肋条和多条相互平行的纵向肋条；横向肋条呈横向方向延伸，并从散热片的一侧边缘延伸至另一侧边缘；纵向肋条设置在每2条横向肋条之间，并呈纵向方向延伸；纵向肋条的两端与2条横向肋条相连接。

上述方案中，纵向肋条的延伸方向与横向肋条的延伸方向垂直。

上述方案中，横向肋条的高度高于纵向肋条的高度。

上述方案中，横向肋条的高度是纵向肋条的高度的2倍。

上述方案中，横向肋条的宽度小于纵向肋条的长度。

上述方案中，横向肋条的宽度是纵向肋条的长度的1/2。

基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的制造方法，包括散热片的制造，所述散热片的制造具体包括步骤如下：

步骤1、运用逆向工程软件Surfacer对樟树叶微观表面进行三维扫描进行处理，从中提取樟树叶微观表面结构的特征点云；

步骤2、将所提取出的樟树叶微观表面结构的特征点云嵌入到给定的设计空间坐标中，得到向量参数集合；

步骤3、从向量参数集合随机选取特征曲线来构建仿生曲面；

步骤4、对仿生曲面进行光滑性、连续性和误差检测；当仿生曲面的检测结果符合要求时，则创建散热片的三维模型；否则，返回步骤3；

步骤5、将创建散热片的三维模型导入3D打印机系统中，并生成散热片的STL文件；

步骤6、根据散热片的STL文件生成控制打印参数，并据此完成基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的散热片打印。

与现有技术相比，本发明在散热器肋条表面添加增强散热性能的仿樟树叶纹路，该种仿生结构具有良好的亲水性，能通过增加散热器肋条增加湿润性的方式，增加散热性能，且散热面积增加了21％-35％散热面积，提高了散热器的散热效率，从而有效解决解决CPU散热问题，降低CPU运行温度，延长CPU的使用寿命。本发明能适用于微电子芯片、高功率LED等领域。且该发明在不改变散热器的整体结构上，仅在散热表面上面增加了仿生结构，能够有效减少设计成本。此外，利用3D打印方法制造基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，简单易操作，仅需要对3D打印建模软件有一定了解便可轻松制造。该制造方法相对于传统的制造方法来说，无需过多的设备以及制造技术，在家里等小型空间内便可以制造，能够满足个性化生产等。且生产精度较高，能够满足设计尺寸精度要求。

附图说明

图1为基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的立体结构示意图。

图2为基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的侧视图。

图3为散热片的立体结构示意图。

图4为基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的制造方法流程图。

图中标号：1、基底；2、散热片；3、横向肋条；4、纵向肋条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，如图1和2所示，由底座以及立设在底座上表面的2片以上的散热片组成。所有散热片相互间隔平行设置。在本发明中，每2片散热片之间的间隔相等。在本发明优选实施例中，2片散热片之间的间隔为1mm。在本发明优选实施例中，直板式水冷CPU散热器的尺寸为宽50mm、长50mm、高18.5mm，其中基底高3.5mm。

参见图3，每片散热片的表面上设有多条相互平行的横向肋条和多条相互平行的纵向肋条。横向肋条呈横向方向延伸，并从散热片的一侧边缘延伸至另一侧边缘。纵向肋条设置在每2条横向肋条之间，并呈纵向方向延伸；纵向肋条的两端与2条横向肋条相连接。纵向肋条的延伸方向可以与横向肋条的延伸方向成一定角度，也可以与横向肋条的延伸方向垂直。在本发明优选实施例中，纵向肋条的延伸方向与横向肋条的延伸方向垂直。在本发明中，横向肋条的高度高于纵向肋条的高度。在本发明优选实施例中，横向肋条的高度为1mm，纵向肋条的高度的高度为0.5mm，横向肋条的高度是纵向肋条的高度的2倍。在本发明中，横向肋条的宽度小于纵向肋条的长度。在本发明优选实施例中，横向肋条的宽度为0.5mm，纵向肋条的长度为1mm，横向肋条的宽度是纵向肋条的长度的1/2。本发明的散热片基于樟树叶微观表面结构的特征，将其特性添加到微电子散热器散热表面上，增加了散热器的散热面积以及湿润性，从而达到了强化散热性能的要求。在不改变散热器的整体结构上，仅在散热表面上面增加了仿生结构，能够有效减少设计成本。

使用时，散热器的底座的下表面与CPU接触，CPU运行时产生的热量传递到散热器的底座部位，再经由底座传递到散热片上，散热片片上面分布着仿樟树叶微观表面纹路结构，该种仿生结构具有良好的亲水性，能通过增加散热器肋条增加湿润性的方式，增加散热性能，且散热面积增加了21％-35％散热面积，提高了散热器的散热效率。除了将仿生结构添加CPU散热器的散热片上面之外，在不改变散热器的整体结构上，仅在散热表面上面增加了仿生结构，能够有效减少设计成本。

仿樟树叶微观表面结构横竖交错，形成“#”状突起结构，且分布较密，利用传统的加工方法比较费时，且不容易达到制造精度要求，采用3D打印制造方法具有更高的选择性。制造材料选用具有耐磨、质量轻、硬度高、导热性能好的铜铝合金。3D打印技术独特的离散堆积成型的加工方法，能够满足快速制造、且操作方法简单、制造精度高的要求。

具体来说，上述基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的制造方法，包括散热片的制造，所述散热片的制造如图4所示，具体包括步骤如下：

步骤1、运用逆向工程软件Surfacer对樟树叶微观表面进行三维扫描进行处理，从中提取樟树叶微观表面结构的特征点云；

步骤2、将所提取出的樟树叶微观表面结构的特征点云嵌入到给定的设计空间坐标中，得到向量参数集合；

步骤3、从向量参数集合随机选取特征曲线来构建仿生曲面；

步骤4、对仿生曲面进行光滑性、连续性和误差检测；当仿生曲面的检测结果符合要求时，则创建散热片的三维模型；否则，返回步骤3；

步骤5、将创建散热片的三维模型导入3D打印机系统中，并生成散热片的STL文件；

步骤6、根据散热片的STL文件生成控制打印参数，并据此完成基于樟树叶微观表面的微型散热器的散热片打印。

需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。

Claims (7)

1.基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，由底座以及立设在底座上表面的2片以上的散热片组成；所有散热片相互间隔平行设置；

每片散热片的表面上设有多条相互平行的横向肋条和多条相互平行的纵向肋条；横向肋条呈横向方向延伸，并从散热片的一侧边缘延伸至另一侧边缘；纵向肋条设置在每2条横向肋条之间，并呈纵向方向延伸；纵向肋条的两端与2条横向肋条相连接。

2.根据权利要求1所述的基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，纵向肋条的延伸方向与横向肋条的延伸方向垂直。

3.根据权利要求1所述的基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，横向肋条的高度高于纵向肋条的高度。

4.根据权利要求3所述的基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，横向肋条的高度是纵向肋条的高度的2倍。

5.根据权利要求1所述的基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，横向肋条的宽度小于纵向肋条的长度。

6.根据权利要求5所述的基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器，其特征是，横向肋条的宽度是纵向肋条的长度的1/2。

7.实现权利要求1所述基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的制造方法，包括散热片的制造，其特征在于：所述散热片的制造具体包括步骤如下：

步骤1、运用逆向工程软件Surfacer对樟树叶微观表面进行三维扫描进行处理，从中提取樟树叶微观表面结构的特征点云；

步骤2、将所提取出的樟树叶微观表面结构的特征点云嵌入到给定的设计空间坐标中，得到向量参数集合；

步骤3、从向量参数集合随机选取特征曲线来构建仿生曲面；

步骤4、对仿生曲面进行光滑性、连续性和误差检测；当仿生曲面的检测结果符合要求时，则创建散热片的三维模型；否则，返回步骤3；

步骤5、将创建散热片的三维模型导入3D打印机系统中，并生成散热片的STL文件；

步骤6、根据散热片的STL文件生成控制打印参数，并据此完成基于樟树叶微观结构表面的CPU散热器的散热片打印。