CN108614627A - 一种cpu用翅片-超导热管一体化散热装置 - Google Patents
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Abstract
一种CPU用翅片‑超导热管一体化散热装置涉及CPU散热技术领域，用以解决CPU散热片制造工艺复杂，价格昂贵，且热管与翅片传热效率低的问题。该装置由U型超导热管与阵列式平直矩形翅片组成。阵列式平直矩形翅片与超导热管为一体化制造。阵列式平直矩形翅片位于U型超导热管冷凝段两侧及蒸发段上表面，翅片等间距、等厚度均匀布置，所有翅片高度相等。为降低空气热阻，蒸发段下表面与CPU贴合部位为水平抛光表面。超导热管具有易贴合平面、易弯曲、均温性好的特点，可作为优良导热材料用以强化从CPU至周围环境的传热过程。翅片‑超导热管一体化制造可进一步降低传热热阻，进而提高传热效率。散热装置整体为铝，制造简单，降低成本和重量。
Description
技术领域
本发明涉及CPU散热技术领域，尤其涉及服务器高热流密度CPU散热技术领域。
背景技术
目前各类服务器中大量使用的CPU散热装置的形式为平直翅片中插入热管。其优点是由于热管具有良好的均温性，热管部分与CPU直接接触，可以更高效地将CPU产热导出至翅片及环境，降低散热装置底板的扩散热阻。但为了与CPU接触，将圆形铜制热管挤压成平底并嵌入散热装置中，增加了工艺和造价。同时伸入翅片中的热管部分与翅片间存在接触热阻，且热管与翅片接触面积较小，其他部分的翅片依靠导热传热，翅片效率较低。通过风扇强制对流将服务器机箱内的CPU及其他元件产热热量带出，仍是目前最具可操作性的热控制策略。但当散热量不断增加时，风扇转数增大，噪音提高。随着CPU功率密度的进一步提高，急需应用一种更加高效传热、易于生产、造价低廉的CPU散热装置。
发明内容
为了解决CPU散热片制造工艺复杂，价格昂贵，且热管与翅片传热效率低的问题，本发明提供了一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置。具体技术方案如下：
一种CPU散热装置，包括U型超导热管(1)，阵列式平直矩形翅片(2)。其特征在于：阵列式平直矩形翅片与超导热管为一体化制造。阵列式平直矩形翅片(2)位于U型超导热管(1)冷凝段(3)两侧及蒸发段(4)上表面，翅片等间距、等厚度均匀布置，所有翅片高度相等。为降低空气热阻，蒸发段(4)下表面与CPU贴合部位为水平抛光表面。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是，应用超导热管技术，其平板面易于与CPU芯片贴合，降低工艺成本；易弯成不同的形状，可制成U型以节约机箱的内部空间；且其作为优良导热材料以强化从CPU至周围环境的传热过程；应用一体化阵列翅片，消除翅片与超导热管间的接触热阻，同时使得翅片温度均匀化，翅片效率提高；散热装置材料整体为铝，降低成本的同时减轻重量。并且此CPU散热装置可根据服务器内部空间和CPU散热功率进行模块化数量增加。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图中：1-U型超导热管；2-阵列式平直矩形翅片；3-U型超导热管冷凝段；4-U型超导热管蒸发段。
图2为图1的右视图。
图3为图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
本发明提供一种技术方案：一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置，包括U型超导热管(1)，阵列式平直矩形翅片(2)。如附图1所示，阵列式平直矩形翅片(2)位于U型超导热管(1)冷凝段(3)两侧及蒸发段(4)上表面，每组翅片的等距间隙为空气流道，可供空气流过将翅片上的热量带走。U型热管两侧完全对称，所有翅片高度相等。如附图2所示冷凝段(3)两侧翅片(2)及附图3所示蒸发段(4)上表面翅片(2)，为增大对流换热面积，阵列翅片等间距均匀满布。为降低空气热阻，蒸发段(4)下表面与CPU贴合部位为水平抛光表面。散热装置工作时，应按照附图1所示的主视图方向为迎风方向安装在CPU上方，散热装置与CPU间应涂抹导热硅脂以减小接触热阻。
基于此发明，服务器中CPU核心产热的传递过程为：通过导热依次传递给CPU封装盖、CPU与散热片之间所涂抹的硅脂、超导热管铝外壁外表面、超导热管铝外壁内表面，后通过表面对流由热管蒸发段内壁面传递给内部的液体介质，液体介质受热后在蒸发段蒸发为气体，气体到达冷凝段后通过对流传热将热量传递给热管冷凝段内壁冷凝，冷凝段内壁的热量通过导热传递至热管铝外壁翅基、翅片端部，到达翅片的热量通过强制对流将热量传递给周围空气，由风扇将热量带走。各环节热阻包括：硅脂层热阻、从硅脂层上表面到热管内壁的热管铝外壁热阻、热管内部热阻、从热管内壁到翅基热管铝外壁热阻、从翅片到空气的对流热阻。在使用本发明时，超导热管具有的优良导热性能，使得热管内的导热热阻可基本忽略，同时热管铝外壁与铝翅片的一体化制造，减少了由铝外壁至翅片间的这部分热阻，进而提高传热效率。
Claims (5)
1.一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置，包括U型超导热管(1)，其特征在于：阵列式平直矩形翅片与U型超导热管为一体化制造；阵列式平直矩形翅片(2)位于U型超导热管(1)冷凝段(3)两侧及蒸发段(4)上表面。
2.根据权利要求1所述的一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置，其特征在于：翅片等间距布置，所有翅片高度相等，厚度相等。
3.根据权利要求1所述的一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置，其特征在于：为降低空气热阻，蒸发段(4)下表面与CPU贴合部位为水平抛光表面。
4.根据权利要求1所述的一种CPU用翅片-超导热管一体化散热装置，其特征在于：散热装置材质为铝。
5.应用如权利要求1-4任意一项所述装置的方法，其特征在于：服务器中CPU核心产热的传递过程为：通过导热依次传递给CPU封装盖、CPU与散热片之间所涂抹的硅脂、超导热管铝外壁外表面、超导热管铝外壁内表面，后通过表面对流由热管蒸发段内壁面传递给内部的液体介质，液体介质受热后在蒸发段蒸发为气体，气体到达冷凝段后通过对流传热将热量传递给热管冷凝段内壁冷凝，冷凝段内壁的热量通过导热传递至热管铝外壁翅基、翅片端部，到达翅片的热量通过强制对流将热量传递给周围空气，由风扇将热量带走；各环节热阻包括：硅脂层热阻、从硅脂层上表面到热管内壁的热管铝外壁热阻、热管内部热阻、从热管内壁到翅基热管铝外壁热阻、从翅片到空气的对流热阻。
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