CN113347856B - 一种电子设备的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种电子设备散热装置。该散热装置包括散热壳体、至少一个用于吸收芯片热量的散热组件、散热片阵列、至少一个冷凝组件、设有内部空腔的连接件，散热片阵列的一面连接散热壳体，散热片阵列的另一面连接冷凝组件，散热组件设置在散热壳体的内腔上，散热组件内部设有散热腔室，散热组件包括至少一块散热基板，散热腔室由至少一块散热基板界定，冷凝组件内部设有冷凝腔室，连接件贯穿散热壳体连通散热腔室和冷凝腔室，形成闭环的散热回路。本装置无需设置毛细结构即可使内部冷媒气液分离并循环起来，散热效率得到了大幅提升。

Description

一种电子设备的散热装置

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种电子设备散热装置。

背景技术

随着产品集成度的提升，热耗越来越大，若不及时快速将产生的热量散除，会导致芯片温度升高，从而造成效能降低与使用寿命缩短，甚至导致器件失效。因此需要传热性能更好的装置来解决散热问题。

现有技术一般采用压铸成型的铝合金壳体。但是压铸壳体的铝合金材料热导率较低，常用的压铸铝合金YL102热导率仅121W/m.K，AlSi10Mg也一般不超过150 W/m.K，即使采用高导热的材料也很难超过230 W/m.K。因此壳体的传热能力受到了很大的限制。

目前为了解决壳体导热性能差的问题，也有采用在壳体上嵌吹胀板，通过吹胀板内冷媒相变来把热量快速传导开，但是壳体上需要设置嵌齿凹槽，嵌齿凹槽需要凸出壳体从而增加了壳体的重量，同时每个壳体需要多个吹胀板导致成本高，效率低。

发明内容

本发明提供一种电子设备的散热装置，旨在解决现有芯片散热壳体导热性差的问题。

本发明提供一种电子设备的散热装置，包括散热壳体、至少一个用于吸收芯片热量的散热组件、散热片阵列、至少一个冷凝组件、设有内部空腔的连接件，所述散热片阵列的一面连接散热壳体，所述散热片阵列的另一面连接冷凝组件，所述散热组件设置在散热壳体的内腔上，所述散热组件内部设有散热腔室，所述散热组件包括至少一块散热基板，所述散热腔室由至少一块散热基板界定，所述冷凝组件内部设有冷凝腔室，所述连接件贯穿散热壳体连通散热腔室和冷凝腔室，形成闭环的散热回路。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝组件覆盖整个散热片阵列，或覆盖散热片阵列中的部分散热片，或嵌入在散热片阵列。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝组件为板状结构，整个板状的所述冷凝组件内部设有连通的冷凝腔体，所述冷凝腔体连通连接件形成回路，板状的所述冷凝组件覆盖在散热片阵列的一面。

作为本发明的进一步改进，板状的所述冷凝组件包括至少一块冷凝基板，所述冷凝腔室由至少一块冷凝基板界定，其中至少一块冷凝基板上设有连通冷凝腔室的管路。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝组件包括冷凝管，所述冷凝管与连接件连通，所述冷凝管内嵌在散热片阵列的散热片中，所述冷凝管构成冷凝腔室。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝管包括冷凝主管、冷凝支管，所述冷凝主管与冷凝支管交叉连通，每个所述冷凝支管内嵌在散热片阵列的散热片中，所述冷凝支管与散热片交叉连接，所述冷凝主管与连接件连通。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝管盘旋连接散热片形成网格栅结构。

作为本发明的进一步改进，所述散热组件包括上盖和设有散热片阵列的第二壳体，所述上盖和第二壳体连接并构成散热腔室，所述上盖设置有连通散热腔室的管路，所述连接件贯穿第二壳体连通散热腔室和冷凝腔室，所述散热壳体包括第一壳体，所述第一壳体设置有与第二壳体匹配且贯穿第一壳体内腔的散热组件槽位，所述散热组件固定连接在散热组件槽位内。

作为本发明的进一步改进，所述连接件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连通散热腔室的上侧，所述第二连接件连通散热腔室的下侧。

作为本发明的进一步改进，在重力轴向上，所述散热腔室的最高位点低于冷凝腔室的最高位点。

本发明的有益效果是：

（1）散热装置的散热组件吸收了芯片的热耗温度升高后冷媒由液态发生相变为气态，然后通过连接件向上进入冷凝器内，由于冷凝器的温度较低，冷媒又由气态变为液态并受重力流到下部然后通过连接件回到散热组件内。即散热装置的散热组件相当于蒸发腔，冷凝器相当于冷凝腔，因此无需设置毛细结构即可使内部冷媒气液分离并循环起来，散热效率得到了大幅提升。

（2）利用散热片上的冷凝器来作为蒸发腔，可以节省体积，同时相对于散热片全部用带冷媒的吹胀板减少了零件数量，可降低成本提高效率。

（3）散热装置的冷凝组件的冷凝管嵌入散热片，能够将热量再传给散热壳体的散热片然后散发出去，同时也对散热片的气流起到扰流效果，进一步提高了散热装置的散热效果。

附图说明

图1是本发明中散热装置的结构图；

图2是本发明中散热装置的结构剖面图；

图3是本发明中由散热基板组成的散热组件结构示意图；

图4是本发明中由散热基板组成的散热组件结构剖视图；

图5是本发明由上盖和第二壳体组成的散热组件结构示意图；

图6是本发明中第一壳体的结构示意图；

图7是本发明中散热组件与第一壳体连接的结构示意图；

图8是本发明中散热片之间成一定角度的散热壳体结构示意图；

图9是本发明由两个冷凝组件盖板构成的散热装置背部结构图；

图10是本发明冷凝组件中冷凝主管和冷凝支管连接的结构图；

图11是本发明中冷凝支管与散热片的位置结构剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1、图2，本发明的一种电子设备的散热装置包括散热壳体1、至少一个用于吸收芯片热量的散热组件2、散热片阵列3、至少一个冷凝组件4、设有内部空腔的连接件5，散热片阵列3的一面连接散热壳体1，散热片阵列3的另一面连接冷凝组件4，散热组件2设置在散热壳体1的内腔上，散热组件2内部设有散热腔室21，冷凝组件4内部设有冷凝腔室41，连接件贯穿散热壳体1连通散热腔室21和冷凝腔室41，形成闭环的散热回路。

散热组件2设置在散热壳体1的正面，冷凝组件4设置在散热片阵列3上，即设置在散热片阵列3的一面作为冷凝器，散热腔室21和冷凝腔室41通过连接件5连通形成闭环的散热回路，相当于绕着散热壳体1、散热片阵列3从正面到背面的环绕式散热；在腔室内注入冷媒，通过散热腔室21吸收芯片的热量将冷媒气化后通过连接件5送入冷凝腔室41内冷凝液化，同时散热片的热量也可以通过冷凝组件4进行散热。根据散热壳体1内腔发热源的位置的热量高低的不同，可以将散热组件设置在高热量的热源处，保证对重点热源进行更好的散热。

如图1，在重力轴向上，散热腔室21的最高位点低于冷凝腔室41的最高位点，优选的，散热组件2的高度不高于冷凝腔室41体积高度的80%。这样可以保证冷媒气化后气体有足够的上升空间，能顺利进入冷凝腔室41内，形成冷媒气态和液态之间的循环。

如图9，冷凝组件4覆盖整个散热片阵列3，或覆盖散热片阵列3中的部分散热片，或嵌入在散热片阵列3。根据散热片阵列3的布局范围，冷凝组件4可以选择性地覆盖所需要散热片阵列3的区域，以适应散热壳体1的多样化变形。

即冷凝组件4整个覆盖散热片阵列3可以大面积地将热量通过散热片传递出去，达到散热效果；也可以根据散热片阵列3的具体结构，利用好散热片上的空间，将冷凝组件4覆盖在部分散热片上方，进行局部的散热作用；也可以在散热片上设置缺口，冷凝组件4通过缺口嵌入到散热片上，冷凝组件4的热量可以直接通过散热片传递出去。

本散热装置增加了冷凝组件4，实现了两种路径方式对散热壳体1内腔发热源处进行散热，一条路径是散热壳体1本身的热量直接通过散热片散发；另一条路径是通过散热组件2内的冷媒蒸发吸热，从另一面对散热壳体1的内腔进行散热，而蒸发气化后的冷媒进入冷凝组件4中冷却成液态，再进入散热组件2中循环散热，而冷凝腔室41内散热的热量又可以接触与散热片的连接结构，通过散热片再一次散热，完成对散热壳体1内腔双重散热的效果。

冷凝组件4为板状结构，整个板状的冷凝组件4内部设有连通的冷凝腔体41，冷凝腔体41连通连接件5形成回路，板状的冷凝组件4覆盖在散热片阵列3的一面。板状结构的冷凝组件4可以减少对原有散热结构上的体积占用，无需对原有的散热结构做大改动即可借助散热片提高冷却效果。板状的冷凝组件4内部可以是整体的一个冷凝腔室41，也可以是在板状内部设置盘旋的管路构成液态冷媒可迂回流动的空间，但并不局限此两种内部腔室结构，只要能冷凝腔室41能覆盖到每一片散热片的结构均可。

板状的冷凝组件4包括至少一块冷凝基板，冷凝腔室41由至少一块冷凝基板界定构成，其中至少一块冷凝基板上设有连通冷凝腔室41的管路。冷凝腔室41可以采用一块冷凝基板内部掏空形成；也可以是两块冷凝基板连接的方式形成，两块冷凝基板两端相接，中间鼓起作为腔室供冷媒流通；更优的可以采用三块冷凝基板拼接组成，中间层的冷凝基板设置槽位构成冷凝腔室41，这种形式可以不用采用鼓起的形式，使结构更加牢固稳定；当然也可以采用四块、五块甚至更多块冷凝基板组成，并在其中一块或几块冷凝基板设置管路连通冷凝腔室41即可。如图7，冷凝组件4可以做成盖板铆接在散热片阵列3上，能通过冷凝组4热量可进一步传导给散热片，从而进一步提高散热。

冷凝组件4包括冷凝管，冷凝管与连接件5连通，冷凝管内嵌在散热片阵列3的散热片中，冷凝管构成冷凝腔室41。冷凝管是冷凝组件4的一种结构形式，将冷凝组件4内嵌到散热片中可以大大减少对散热结构体积的占用，可以分为以下两种形式：

如图10和图11，冷凝管包括冷凝主管42、冷凝支管43，冷凝主管42与多个冷凝支管43交叉连通，每个冷凝支管43内嵌在散热片阵列3的散热片中，冷凝支管43与散热片交叉连接形成网格栅结构，冷凝主管42与连接件5连通。冷凝主管42接收由连接件5送来的气化冷媒并冷凝成液态后，传递给每个冷凝支管43，每个冷凝支管43将热量借助连接的散热片传递出去，使冷凝点更加精确且具有针对性。优选的，散热片阵列3内可以设置两个冷凝主管42，每个冷凝支管的两端均连通一个冷凝主管，甚至在不增加整体体积的情况下，可以把两个冷凝主管42之间的宽度设计为小于散热片阵列3的宽度，使冷凝组件4在不影响原有体积结构的前提下还能保证充足的散热效果。

冷凝管绕着散热片盘旋分布，单条冷凝管可以通过S型盘旋的形状设置且连接每个散热片形成网格栅结构，通过单个管道通过散热片集中散热，增大了冷凝面积和冷却效率。同样的，在不增加整体体积的情况下，也可以将冷凝管盘旋的宽度和长度限定在散热阵列的宽度和长度范围内。

散热组件2包括至少一块散热基板22，散热腔室由至少一块散热基板22界定构成，其中至少一块散热基板22上设有连通散热腔室21的管路。同理冷凝腔室，散热腔室21可以采用一块散热基板22内部掏空形成；也可以是两块散热基板22连接的方式形成，两块散热基板22两端相接，中间鼓起作为腔室供冷媒流通；更优的可以采用三块散热基板22拼接组成，中间层的散热基板22设置槽位构成散热腔室21，这种形式可以不用采用鼓起的形式，使结构更加牢固稳定；当然也可以采用四块、五块甚至更多块散热基板22组成，并在其中一块或几块散热基板22设置管路连通散热腔室21即可。

本发明的散热装置可以分为以下三种实施方式进行结构的构建：

实施例一：

如图3、图4，本散热装置中，散热壳体1包括第一壳体11，第一壳体11内腔上设置有凹槽，散热组件2连接在散热壳体1内腔的凹槽内，散热组件2由两块散热基板22组成，两块散热基板22界定有散热腔室21。散热组件2通过界面材料如导热硅脂贴在第一壳体11内腔凹槽上。

如图8，第一壳体11背面设置有散热片阵列3，左右的散热片之间成一定的角度。散热片阵列3与第一壳体11一起通过压铸方式制得。第一壳体11背面的散热片阵列3上设置有冷凝组件4，冷凝组件4为两冷凝基板组成，至少一块冷凝基板上设置有管路，两板体界定有冷凝腔室41。

连接件5透穿第一壳体11将冷凝组件4的冷凝腔室41与第一壳体11内腔上散热组件2的散热腔室21连通。连接件5由第一连接件和第二连接件组成，第一连接件与散热组件2的连接点设置在散热组件2的上侧，第二连接件与散热组件2的连接点设置在散热组件2的下侧；两板体的冷凝组件4铆接在散热片阵列3上。散热腔室21的上侧和散热腔室21的下侧形成高度落差，在冷媒吸热蒸发气化后，需要有上升通道可以将气态的冷媒往冷凝腔体41传递，散热腔室21的上端在重力方向上高于散热腔室21的下端可以让气态的冷媒往散热腔室21的上端移动，保证冷媒在散热腔室21内达到更大程度的流动循环。

实施例二：

如图7所示，第一壳体11的壳体背面设置有散热片阵列3，散热片阵列3是直齿散热组件，如图5所示，该散热组件2由第二壳体23与一块上盖24组成，上盖24上设置有管路，上盖24与第二壳体23界定有散热腔室21。如图6，第一壳体11设置有与第二壳体23匹配且贯穿第一壳体11内腔的散热组件槽位12，散热组件2固定连接在散热组件槽位12内。第二壳体23上还设置有贯穿壳体的连接件5。第一壳体11为冷镦制得，该散热组件2为一体钎焊制成，然后散热组件2再通过搅拌摩擦焊接在第一壳体11上。

如图10、图11，散热片阵列3上设置有冷凝组件4，冷凝组件4分为冷凝主管42和冷凝支管43，冷凝主管42可以为圆管、冷凝支管43可以为扁管，冷凝组件4为圆管与型材的内空扁管整体钎焊而成，圆管内的空腔与扁管的空腔互相连通，界定有冷凝腔室41。冷凝组件4两侧也分别连接第一连接件、第二连接件，第二连接件与第一连接件接通，将散热组件2的散热腔室21与冷凝组件4的冷凝腔室41连通；冷凝组件4的扁管嵌入散热片上。

实施例三：

如图4和图9，第一壳体11的壳体内腔上设置有凹槽，第一壳体11的内腔上设置有两个散热组件2，散热组件2还可以由三块散热基板22组成，散热组件2的散热腔室21设置在中间的散热基板22上。散热组件2通过界面材料如导热硅脂贴在第一壳体11内腔凹槽上；

第一壳体11背面设置有散热片阵列3，左右的散热片之间成一定的角度。散热片阵列与壳体一起通过压铸方式制得。

壳体背面的散热片阵列3上设置有两个冷凝组件4，冷凝组件4为两冷凝基板组成，至少一块冷凝基板上设置有管路，两个冷凝基板界定有冷凝腔室41。冷凝组件4铆接在散热片阵列3上。

两个连接件5将每个散热组件2的散热腔室21与冷凝组件4的冷凝腔室41连通起来。连接件5由第一连接件与第二连接件组成，第一连接件与散热组件2的连接点设置在散热组件2的上侧，第二连接件与散热组件2的连接点设置在散热组件2的下侧。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子设备的散热装置，其特征在于，包括散热壳体、至少一个用于吸收芯片热量的散热组件、散热片阵列、至少一个冷凝组件、设有内部空腔的连接件，所述散热片阵列的一面连接散热壳体，所述散热片阵列的另一面连接冷凝组件，所述散热组件设置在散热壳体的内腔上，所述散热组件内部设有散热腔室，所述散热组件包括至少一块散热基板，所述散热腔室由至少一块散热基板界定，所述冷凝组件内部设有冷凝腔室，所述连接件贯穿散热壳体连通散热腔室和冷凝腔室，形成闭环的散热回路。

2.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述冷凝组件覆盖整个散热片阵列，或覆盖散热片阵列中的部分散热片，或嵌入在散热片阵列。

3.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述冷凝组件为板状结构，整个板状的所述冷凝组件内部设有连通的冷凝腔体，所述冷凝腔体连通连接件形成回路，板状的所述冷凝组件覆盖在散热片阵列的一面。

4.根据权利要求3所述电子设备的散热装置，其特征在于，板状的所述冷凝组件包括至少一块冷凝基板，所述冷凝腔室由至少一块冷凝基板界定，其中至少一块冷凝基板上设有连通冷凝腔室的管路。

5.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述冷凝组件包括冷凝管，所述冷凝管与连接件连通，所述冷凝管内嵌在散热片阵列的散热片中，所述冷凝管构成冷凝腔室。

6.根据权利要求5所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述冷凝管包括冷凝主管、冷凝支管，所述冷凝主管与冷凝支管交叉连通，每个所述冷凝支管内嵌在散热片阵列的散热片中，所述冷凝支管与散热片交叉连接，所述冷凝主管与连接件连通。

7.根据权利要求5所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述冷凝管盘旋连接散热片形成网格栅结构。

8.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述散热组件包括上盖和设有散热片阵列的第二壳体，所述上盖和第二壳体连接并构成散热腔室，所述上盖设置有连通散热腔室的管路，所述连接件贯穿第二壳体连通散热腔室和冷凝腔室，所述散热壳体包括第一壳体，所述第一壳体设置有与第二壳体匹配且贯穿第一壳体内腔的散热组件槽位，所述散热组件固定连接在散热组件槽位内。

9.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，所述连接件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连通散热腔室的上侧，所述第二连接件连通散热腔室的下侧。

10.根据权利要求1所述电子设备的散热装置，其特征在于，在重力轴向上，所述散热腔室的最高位点低于冷凝腔室的最高位点。

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