CN108495540A - 一种带有均热板的电子元器件散热装置 - Google Patents

Abstract

本方案提供的一种带有均热板的电子元器件散热装置，均热板为一高效导热的平板形热管且其蒸发基板紧密贴合发热元器件，故发热元器件产生的热量能完全被该均热板吸收，通过均热板真空腔工质的相变，将热量快速地传导至冷凝基板，并且热量能较均匀分布，均热板的热量再传导到整个散热片，最后通过风机产生的气流经过散热片内的气流通道而快速将热量带走，从而达到快速冷却发热元器件的效果。

Description

一种带有均热板的电子元器件散热装置

技术领域

本发明涉及电子元器件散热技术领域，具体的说，是涉及一种带有均热板的电子元器件散热装置。

背景技术

最典型的散热装置是使发热电子元件与配有风扇的鳍片式散热器接触通过热传导达成散热目的，为应较高热通量的移除，在发热电子元件与散热器之间通常加装一具有良好热传导性的均热板，该散热器通常较发热电子元件的面积大，因此该均热板的作用是将发热电子元件产生的热量在传到散热器之前先均匀分布，以充分发挥散热器的效能，该均热板可使用铜、铝等较高热导系数的金属材料，但金属板受制于材料本身有限的热传导性，若对高热通量的发热电子元件或者使用较大的均热板面积来实现热量均匀分布时，仍会产生明显的热阻而无法达到良好均热分布之预期目的，以致散热装置的整体散热效率不甚理想。

另外，常见的散热器，尤其是放射状散热器，考虑加工的方便，多数翅片采用垂直布置形式。但是，由于轴流风扇出口气流存在旋转，出流方向与轴向成一定的夹角，因此在翅片迎风面形成较高压力，在背风面形成较低压力。这表明来流对直翅片散热器翅片存在较大入口冲角，在散热器背风面易产生流动分离，引起较大的冲击损失，影响进入散热器翅片间流道的气流状态。

因此，如何提供一种散热装置，改善由于热阻不均造成的散热不均，达到快速冷却电子元器件的效果，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带有均热板的电子元器件散热装置，改善由于热阻不均造成的散热不均，可快速、有效对电子元件进行散热。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有均热板的电子元器件散热装置，用于对发热元器件进行散热，其特征在于，包括：

风机；

设置于所述风机出风口下方的散热片；

均热板，包括侧板、设置于所述侧板上的充液管、以及分别设置于所述侧板两侧面的蒸发基板和冷凝基板，所述散热片与所述冷凝基板紧密贴合，所述发热元器件与所述蒸发基板紧密贴合。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述风机为风扇或等离子风机。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热片包括散热片底板以及设置于所述散热片底板的散热鳍片。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热鳍片与所述散热片底板中心轴线具有倾斜角度。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热片底板上表面为圆锥曲面。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热鳍片上开有凹槽。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所有所述散热鳍片上凹槽位置和数量相同。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热鳍片表面为耐酸铝或阳极处理后的散热鳍片表面。

优选地，在上述电子元器件散热装置中，所述散热片还包括设置于散热片底板中心位置，用于储热和传热的实心柱。

经由上述的技术方案可知，本方案提供的一种带有均热板的电子元器件散热装置，均热板为一高效导热的平板形热管且其蒸发基板紧密贴合发热元器件，故发热元器件产生的热量能完全被该均热板吸收，通过均热板真空腔工质的相变，将热量快速地传导至冷凝基板，并且热量能较均匀分布，均热板的热量再传导到整个散热片，最后通过风机产生的气流经过散热片内的气流通道而快速将热量带走，从而达到快速冷却发热元器件的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的均热板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的均热板的侧视图；

图3是本发明实施例提供的散热片的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的散热片的倾斜角度示意图；

图5是本发明实施例提供的风机的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的散热片的俯视图；

图7是本发明实施例提供的散热片底板的侧视图。

图中：充液管1、侧板2、蒸发基板3、冷凝基板4、散热片底板5、散热鳍片6、实心柱7、倾斜角度8。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种带有均热板的电子元器件散热装置，改善由于热阻不均造成的散热不均，可快速、有效对电子元件进行散热。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7所示，本发明公开了一种带有均热板的电子元器件散热装置包括风机、散热片和均热板。

其中，散热片设置于风机出风口下方，可与散热片上表面紧贴。

均热板是一个内壁具有微细结构的真空腔体，通常由铜、铝制成。当热由热源传导至蒸发区时，腔体里的冷却液在低真空度的环境中受热后开始产生冷却液的气化现象，此时吸收热量并且体积迅速膨胀，气相的冷却介质迅速充满整个腔体，当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象。借由凝结的现象释放出在蒸发时累积的热量，凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而复始进行。

本方案具体实施方式中的均热板包括侧板2、设置于侧板2上的充液管1、以及分别设置于侧板2两侧面的蒸发基板3和冷凝基板4，散热片与冷凝基板4紧密贴合，发热元器件与蒸发基板3紧密贴合。蒸发基板3和冷凝基板4为换热表面。具体地，充液管1通入去离子水。内部的微细结构通常以铜粉烧结或铜网的工艺制作。

均热板整体外观呈平面板状，在安装电子元器件散热装置时，将均热板蒸发基板3覆盖于发热元器件，直接与发热元器件接触，特别的，蒸发基板完全覆盖于发热元器件顶部，以便能够更好为发热元器件的散热。与热管相比，均热板能够实现超高热流密度传热，因而在散热装置中采用均热板替代现有技术中的热管，能够提高散热装置的散热能力，有效解决小体积系统高功效CPU的散热问题。均热板还可以采用微通道换热器。

与现有技术相比，本方案提供的一种带有均热板的电子元器件散热装置，均热板为一高效导热的平板形热管且其蒸发基板紧密贴合发热元器件，故发热元器件产生的热量能完全被该均热板吸收，通过均热板真空腔工质的相变，将热量快速地传导至冷凝基板，并且热量能较均匀分布，均热板的热量再传导到整个散热片，最后通过风机产生的气流经过散热片内的气流通道而快速将热量带走，从而达到快速冷却发热元器件的效果。

风机可为风扇9或等离子风机。风扇9安装在散热片顶部，采用下吹风。特别的，风扇9可采用薄型鼓风扇，以替代现有技术中的大尺寸或厚型鼓风扇，以减小散热装置体积，从而降低计算机体积。等离子风机具有送风功能的同时还具备良好的除静电性能。

散热片包括散热片底板5以及设置于散热片底板5的散热鳍片6，散热鳍片6与散热片底板5中心轴线具有倾斜角度8。相邻两散热鳍片6组成的风道与风机下吹产生的风方向一致。

基于降低风机与散热片间的冲击损失，改善风机与散热片匹配后流动状态的原则，采用将散热鳍片6倾斜，通过改变散热鳍片6与散热片中心轴线的夹角，来匹配风扇出口流动，从而降低冲击损失。将散热鳍片6采用倾斜处理后，散热鳍片6迎风面和背风面的压力相差不大，风机出风气流方向与散热鳍片6方向一致。因此采用倾斜散热鳍片6的优化方案改善后的散热装置，可以改善散热片入口的冲击，避免散热片散热鳍片6背面出现较为严重的流动分离现象，优化散热系统。

作为优选方案，散热片底板5上表面为圆锥曲面。散热片底板5上表面为散热鳍片6相连接的面。优选地，圆锥曲面中间最高，向四周逐渐降低。该结构弧度贴近风的流动曲线，可以加快对流空气在散热片底板5上表面的流动速度，强化散热效率，同时，该结构可增大散热片底板5上表面的散热面积。

散热鳍片6上开有凹槽，开槽口能够切断气体边界层的连续发展，增加流体中的扰动，从而强化对流传热。优选地，所有散热鳍片6上凹槽位置和数量相同。每片散热鳍片上凹槽的位置与散热片中心点等距，且开设凹槽数量一致。

散热鳍片6表面为耐酸铝或阳极处理后的散热鳍片表面。

本方案中的散热片还包括设置于散热片底板5中心位置，用于储热和传热的的实心柱7。具体地，散热鳍片端部与实心柱7的四周连接。散热片材质可以为铜等其他金属。散热片中实心柱可以提高散热片的储热能力，又可令热量均匀的传导到四周的散热鳍片上

本方案带有均热板的电子元器件散热装置原理为：电子元器件产生的热量能完全被均热板吸收，通过均热板真空腔工质的相变，将热量快速地传导至冷凝基板，并且热量能较均匀分布，热量传导至散热片底板，散热片底板的热量传导至散热鳍片，由于均热板中央区域温度较边缘温度高，散热片中实心柱可以提高散热片的储热能力，又可令热量均匀的传导到四周的散热鳍片上，有效利用散热鳍片的表面积，最后通过风机产生的气流经过散热片内的气流通道而快速将热量带走，从而达到快速冷却电子元器件的效果。

随着散热鳍片倾斜程度的增大，散热片表面积单调增加，对流换热面积单调增大，对流换热面积的增大有利于增大对流换热量，从而有利于降低电子元器件最高温度。同时，散热鳍片倾斜后，散热鳍片截面积也随着散热鳍片倾斜程度的增大而单调增加，有利于增大导热换热量，也有利于降低电子元器件最高温度。同时散热片底面积与均热板冷凝面面积相等，形状相同，充分利用有限空间，将均热板热量传递至散热片底板。散热片厚度由热源部分厚而向边缘部分变薄，散热片中心为实心柱，使散热片由中央区域部分吸收较多的热量横向周围较薄的部分迅速传递和增大散热片底板的散热面积，轴向向实心柱传递热量，实心柱可以提高散热片的储热能力，又可令热量均匀的传导到四周的鳍片上，有效利用鳍片的表面积。

本方案主要用于对计算机中发热元器件，特别是CPU进行散热。电子元器件散热装置用于对电路板上(图未示)进行散热。该电路可以是显卡、视频图像卡、或主机板等，其上安装的发热元器件可以是图片处理芯片等高功率电子元器件，这些电子元器件在运行时会释放出大量的热，需被及时冷却以确保其正常运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种带有均热板的电子元器件散热装置，用于对发热元器件进行散热，其特征在于，包括：

风机；

设置于所述风机出风口下方的散热片；

均热板，包括侧板(2)、设置于所述侧板(2)上的充液管(1)、以及分别设置于所述侧板(2)两侧面的蒸发基板(3)和冷凝基板(4)，所述散热片与所述冷凝基板(4)紧密贴合，所述发热元器件与所述蒸发基板(3)紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述风机(3)为风扇(9)或等离子风机。

3.根据权利要求1所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热片包括散热片底板(5)以及设置于所述散热片底板(5)的散热鳍片(6)。

4.根据权利要求3所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热鳍片(6)与所述散热片底板(5)中心轴线具有倾斜角度(8)。

5.根据权利要求3所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热片底板(5)上表面为圆锥曲面。

6.根据权利要求3所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热鳍片(6)上开有凹槽。

7.根据权利要求6所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所有所述散热鳍片(6)上凹槽位置和数量相同。

8.根据权利要求3所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热鳍片(6)表面为耐酸铝或阳极处理后的散热鳍片表面。

9.根据权利要求3所述的电子元器件散热装置，其特征在于，所述散热片还包括设置于散热片底板(5)中心位置，用于储热和传热的实心柱(7)。