CN109065513A - 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器 - Google Patents

带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器 Download PDF

Info

Publication number
CN109065513A
CN109065513A CN201810884676.XA CN201810884676A CN109065513A CN 109065513 A CN109065513 A CN 109065513A CN 201810884676 A CN201810884676 A CN 201810884676A CN 109065513 A CN109065513 A CN 109065513A
Authority
CN
China
Prior art keywords
groove
heat
fin
triangular
heat sink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810884676.XA
Other languages
English (en)
Inventor
田红
胡学功
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Original Assignee
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Engineering Thermophysics of CAS filed Critical Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority to CN201810884676.XA priority Critical patent/CN109065513A/zh
Publication of CN109065513A publication Critical patent/CN109065513A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，包括散热器基体以及肋片组，肋片组包括若干个肋片单体，间隔设置在散热器基体上，在肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。本发明的凹槽的三角形横截面的顶角向散热器基体方向倾斜的三角形凹槽，减小了散热器侧面空气流动的阻力，更有利于外部冷空气从侧面进入肋片间进行换热；通过对凹槽的三角形横截面顶角角度的合理设置，使之更符合于流动与换热规律，同时实现了换热面积增加与顶角对空气的扰动带来的自然对流换热系数的增加。

Description

带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器
技术领域
本发明属于散热技术领域，具体涉及一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器。
背景技术
随着各种尖端技术领域中所使用的芯片集成度的提高，高功率密度电子器件的发热热流密度呈迅猛增加的趋势，若产生的高强度热量不能及时有效地散出，电子器件温度的急剧升高将严重降低电子器件的性能，进而影响系统的稳定性和安全性，散热问题是高功率密度电子器件发展需解决的关键问题。
目前，利用散热器依靠自然空冷的散热技术因简单可靠而被广泛应用于电子器件热管理。这种方式是将电子器件通过导热硅脂或者导热硅胶等热界面材料紧密粘贴固定在铝、铜等金属或者陶瓷、塑料等非金属材料做成的散热器上，利用热界面材料的导热将电子器件产生的热量传递至散热器表面或散热器肋片表面，然后通与外界环境空气的自然对流换热将热量散失到外界环境中去。但自然对流的换热系数一般比较低，为了达到一定的换热量，则需要较大的换热面积，如此便增加了散热器的重量与成本。
有报道公开过一种LED散热器，其通过在LED散热器鳍片两侧设置方向相反的角度为锐角的尖角波纹，取代常用的圆弧形波浪波纹，一方面由于两段直线长度大于圆弧长度，增加了换热表面积，另一方面波纹尖角可以对空气边界层造成扰动，且在相邻的两片鳍片间隙中空气由于波纹方向相反而受到不同阻力，产生整体旋转趋势，提高自然对流换热系数。
提高自然对流换热性能的关键是降低自然对流换热热阻，而换热面积与自然对流换热系数是影响自然对流换热热阻的直接因素，二者的乘积越大，自然对流换热热阻则越小，越有利于自然对流换热。采用尖角波纹提高自然对流换热性能的关键是波纹顶角角度与倾斜方向的设置，角度过小的锐角虽然有利于增加换热面积，但是尖角处容易引起流动阻塞，而不利于自然对流换热系数的提高。因此，开发一种能够同时实现换热面积增加与顶角对空气的扰动带来的自然对流换热系数的增加的散热器以达到降低对流换热热阻，提高自然对流换热性能的目的，具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，以便解决上述问题的至少之一。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于，包括散热器基体，以及肋片组，包括：若干个肋片单体，间隔设置在所述散热器基体上，在所述肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。
优选地，所述凹槽的三角形横截面的顶角向所述散热器基体方向倾斜。
优选地，所述凹槽的三角形横截面的顶角角度为90°～120°。
优选地，所述凹槽的三角形横截面的槽宽为0.5～10mm，槽深为所述肋片单体厚度的0.05～0.4倍。
从上述技术方案可以看出，本发明的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器具有以下有益效果：
(1)本发明在肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有顶角向散热器基体方向倾斜的三角形凹槽，减小了散热器侧面空气流动的阻力，更有利于外部冷空气从侧面进入肋片间进行换热；
(2)本发明通过对肋片单体两个最大侧表面上三角形凹槽顶角角度的合理设置，提供了传热与流动综合性能更优的肋片三角形凹槽形状，同时实现三角形凹槽带来的换热面积增加与顶角对空气的扰动带来的自然对流换热系数的增加，达到了进一步降低对流换热热阻，提高自然对流换热性能的目的。
附图说明
图1是本发明第一实施例中带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器的整体示意图；
图2是本发明带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器肋片单体的放大图；
图3是本发明第二实施例中带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器的整体示意图；
【附图元件说明】
1-散热器基体； 2-肋片组；
3-肋片单体； 4-三角形凹槽。
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，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，包括散热器基体以及肋片组，肋片组包括若干个肋片单体，间隔设置在散热器基体上，在肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。本发明的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器在肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有顶角向散热器基体方向倾斜的三角形凹槽，减小了散热器侧面空气流动的阻力，更有利于外部冷空气从侧面进入肋片间进行换热；通过对肋片表面三角形凹槽顶角角度的合理设置，使之更符合于流动与换热规律，同时实现了换热面积增加与顶角对空气的扰动带来的自然对流换热系数的增加。
具体地，本发明提供一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于，包括散热器基体，以及肋片组，包括：若干个肋片单体，间隔设置在所述散热器基体上，在所述肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。
所述凹槽的三角形横截面的顶角向所述散热器基体方向倾斜。
所述凹槽的三角形横截面的顶角角度为90°～120°。
所述凹槽的三角形横截面的槽宽为0.5～10mm，槽深为所述肋片单体厚度的0.05～0.4倍。
以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例一
图1和图2示出了本发明带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器的第一种实施方式。如图1所示，本发明提供了一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，包括散热器基体1和肋片组2，散热器基体1是中空的散热腔体，其内注入有相变工质，电子器件通过导热硅脂或者导热硅胶等热界面材料紧密粘贴固定在散热器基体1底面。电子器件产生的热量通过导热硅脂或者导热硅胶传递至散热器基体1底面，其内的相变工质受热达到沸点后发生相变，相变过程中吸收大量的气化潜热，将热量及时带走，然后通过在散热器基体1内侧壁面上冷凝，将热量传递至散热器基体1侧壁。冷凝热量通过散热器基体1侧壁的导热传递至肋片组2，最后通过外部空气的自然对流将热量散失。肋片组2由若干个间隔设置在散热器基体1上的肋片单体3构成。散热器基体1和肋片单体3的材料为铝、铜等金属或者陶瓷、塑料等非金属，二者可以通过挤压或锻压等方式加工成一体式结构，也可以通过焊接、粘接、胀接或其它机械方式将肋片单体3固定于散热器基体1上。如图2所示，肋片单体3的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽4。凹槽的三角形横截面的顶角向散热器基体1方向倾斜，顶角角度为90°～120°，凹槽的三角形横截面的槽宽为0.5～10mm，槽深为肋片单体厚度的0.05～0.4倍。在肋片单体3的两个最大侧表面上对称的设置顶角向散热器基体1方向倾斜三角形凹槽4，减小了散热器侧面空气流动的阻力，更有利于外部冷空气从侧面进入肋片间进行换热，增强了自然对流换热性能；三角形凹槽顶角角度设置为90°～120°，可以在增加散热面积的同时对空气产生强烈的扰动，提高自然对流换热系数，使散热面积与自然对流换热系数的乘积较大，降低了自然对流换热热阻，避免了三角形凹槽顶角角度过小时易于在槽内形成流动阻塞或三角形凹槽顶角角度过大时散热面积减小且扰动相对减弱造成的自然对流换热热阻升高，进一步增强了自然对流换热性能。
实施例二
图3示出了本发明第二种实施方式的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，包括散热器基体1和肋片组2，与第一种实施方式的不同之处在于散热器基体1为实体，电子器件通过导热硅脂或者导热硅胶等热界面材料紧密粘贴固定在散热器基体1底面。电子器件产生的热量通过导热硅脂或者导热硅胶传递至散热器基体1底面，然后通过散热器基体1的导热将热量传递至肋片组2，最后通过外部空气的自然对流将热量散失。
此外，各肋片单体3的长度可以相同，也可以不同，可根据电子器件功率的大小以及实际安装使用情况进行相应的调整。
综上所述，一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，包括散热器基和肋片组，肋片组包括：若干个肋片单体，间隔设置在所述散热器基体上，其两个最大侧表面上对称设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。本发明的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器在肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有顶角向散热器基体方向倾斜的三角形凹槽，减小了散热器侧面空气流动的阻力，更有利于外部冷空气从侧面进入肋片间进行换热；通过对肋片表面三角形凹槽顶角角度的合理设置，使之更符合于流动与换热规律，同时实现了换热面积增加与顶角对空气的扰动带来的自然对流换热系数的增加。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、实施方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不限于本发明，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于，包括
散热器基体，以及
肋片组，包括：
若干个肋片单体，间隔设置在所述散热器基体上，在所述肋片单体的两个最大侧表面上对称的设置有向内凹陷的横截面为三角形的上下贯通的凹槽。
2.根据权利要求1所述的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于：
所述凹槽的三角形横截面的顶角向所述散热器基体方向倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于：
所述凹槽的三角形横截面的顶角角度为90°～120°。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器，其特征在于：
所述凹槽的三角形横截面的槽宽为0.5～10mm，槽深为所述肋片单体厚度的0.05～0.4倍。
CN201810884676.XA 2018-08-06 2018-08-06 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器 Pending CN109065513A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810884676.XA CN109065513A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810884676.XA CN109065513A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109065513A true CN109065513A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64831708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810884676.XA Pending CN109065513A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109065513A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107084378A (zh) * 2017-06-14 2017-08-22 中国科学院工程热物理研究所 Led散热器
CN206861487U (zh) * 2017-06-21 2018-01-09 中国科学院工程热物理研究所 一种水平照射led散热器
CN107958886A (zh) * 2018-01-04 2018-04-24 钦州学院 仿蚯蚓微结构表面的强化传热微电子换热器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107084378A (zh) * 2017-06-14 2017-08-22 中国科学院工程热物理研究所 Led散热器
CN206861487U (zh) * 2017-06-21 2018-01-09 中国科学院工程热物理研究所 一种水平照射led散热器
CN107958886A (zh) * 2018-01-04 2018-04-24 钦州学院 仿蚯蚓微结构表面的强化传热微电子换热器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103759563B (zh) 一种利用工质相变循环运动传热的微通道散热装置
CN106406477B (zh) 一种串联式cpu散热冷却装置
CN209489061U (zh) 一种风力发电变频器功率模块的散热装置
CN208128735U (zh) 一种高低翅散热器
CN203444409U (zh) 散热器
CN109065513A (zh) 带有三角形凹槽扩展表面的肋片散热器
CN207380662U (zh) Cpu用高效散热器
CN209197542U (zh) 应用于机箱的微型热管结构
CN201491457U (zh) 树形电子散热器
CN207340395U (zh) 一种表面镶嵌热管风冷散热器
CN207909862U (zh) 一种电子元件散热装置
CN208295865U (zh) 一种大功率led用翅片-超导热管一体化散热装置
CN216057983U (zh) 一种设有散热风扇的电器设备用散热装置
CN207427690U (zh) 带热管的轻质高效铝制散热器
CN209710564U (zh) 一种新型散热器
CN207639070U (zh) 一种冷却用快速铝合金散热器壳体
CN207909860U (zh) 一种电子元件板式热管散热器
CN200950437Y (zh) 一种变频器用组合式双面翅热管散热器
CN208505087U (zh) 一种散热器
CN207753135U (zh) U型相变散热装置和电池箱
CN110243223A (zh) 一种新型的高效换热器
CN219039702U (zh) 具有双效cpu散热结构的电脑主机
CN211716667U (zh) 一种散热性能良好的发热体
CN220455790U (zh) 一种cpu集成热管散热器
CN221887068U (zh) 一种适用于温差发电片的散热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication