CN113405389A - 一种散热装置及其组合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种散热装置，所述散热装置包括热管，热管内部抽真空处理并植入有液体工质，热管的内壁面设有毛细结构；散热鳍片组，包括相互堆叠排列的若干散热鳍片，各散热鳍片包括主体部及由主体部延伸形成的连接部，相邻两个散热鳍片的主体部相对且间隔设置，相邻两个主体部之间形成空气通道，连接部形成贯穿孔；各贯穿孔的内壁面在周向方向的全长度上形成储存区；结合介质，设于储存区中，将散热鳍片与热管固定，结合介质具有导热性能。焊接时，通过高温熔融，使熔融后的结合介质在毛细力及重力的作用下快速的向热管外表面流动，使得热管外表面与散热鳍片相互连接，接触更加充分，不易形成空焊，令散热装置的散热效果得到进一步提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热装置，特别是一种用于对电子元件散热的散热装置。
背景技术
随着科技的发展，计算机更新换代越来越快，计算机热源产生的热量也越来越多，使得对散热装置的要求也越来越高。
现有散热装置通常包括一热管及若干散热片，该热管的一端与热源导热连接，热管的另一端与散热片接合。目前热管与散热片常用的结合方法主要为热管直接搭接在散热片表面或在散热片上打孔使得热管可以穿入这两种方法。后者除了在散热片上打孔（凸包）外，还会在打孔位置附近形成注锡孔，可以在注锡孔内注入锡膏，但是这会减少热管与散热片的接触面积，也会减少散热片的散热面积，使得散热效果大大下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的散热装置及其组合方法，旨在解决现有电子器件散热效果不佳的问题。
本发明解决其技术问题所提供的技术方案如下：
一种散热装置，所述散热装置包括热管，成长条形中空管体，热管内部抽真空处理并植入有液体工质，热管的内壁面设有毛细结构；散热鳍片组，包括相互堆叠设置的若干散热鳍片；各所述散热鳍片包括主体部及由主体部延伸形成的连接部，相邻两个所述散热鳍片的主体部相对且间隔设置，相邻两个所述主体部之间形成空气通道，所述连接部形成贯穿孔；各所述贯穿孔的内壁面上形成储存区；结合介质，设于储存区中，所述热管的外壁面与所述贯穿孔的内壁面结合，所述结合介质将所述散热鳍片与热管固定，所述结合介质具有导热性能，所述储存区在所述贯穿孔的内壁面于周向方向的全长度上形成。
进一步地，所述储存区位于相邻两个所述散热鳍片的堆叠结合位置，所述结合介质将相邻两个所述散热鳍片一体固定。
进一步地，所述储存区为主体部与连接部相连处沿贯穿孔的径向方向凹陷形成的倒角结构。
进一步地，所述储存区由所述连接部远离所述主体部的一端折弯形成。
进一步地，所述储存区定义有连接面，所述连接面沿贯穿孔的轴线所在面的截面呈直线型。
进一步地，所述储存区定义有连接面，所述连接面沿贯穿孔的轴线所在面的截面呈弧线型。
进一步地，所述连接面与垂直于贯穿孔的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，所述连接面与热管的外壁面之间形成夹角Ɵ2，所述Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度。
进一步地，所述连接面一端的切线与垂直于贯穿孔的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，所述连接面另一端的切线与热管的外壁面之间形成夹角Ɵ2，所述Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度。
进一步地，沿贯穿孔的轴向方向上，所述储存区位于热管外周面的长度为L1，所述连接部位于热管外周面的长度为L2，所述L1/L2不小于0.3且不大于0.6。
进一步地，所述散热鳍片由铜制成；或者所述散热鳍片由铝制成且所述贯穿孔贴合热管的内壁面上镀镍。
本发明还公开了如下技术方案：
一种散热装置的组合方法，包含下列步骤：
步骤A：将若干个所述散热鳍片堆叠结合；
步骤B：在所述散热鳍片的储存区内填充结合介质；
步骤C：将所述热管的外壁面与散热鳍片的贯穿孔的内壁面结合；
步骤D：对所述结合介质加热至熔点，待所述结合介质冷却后，制成所述热管与所述散热鳍片紧密结合的散热装置。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明散热装置能够增加热管与散热鳍片的有效接触面积，提高了散热效果，同时具有很好的固定效果。
附图说明
下面将结合视图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明散热装置的立体示意图。
图2是图1中散热鳍片组的立体示意图。
图3是图2中散热鳍片组的正视图。
图4是自图3中A-A线的剖视图。
图5是图4中B所指的圆圈内结构的放大图，为了角度的标注，对储存区内的剖面线做了省略。
图6是图4所示散热鳍片组的储存区的第二实施例。
图7是图4所示散热鳍片组的储存区的第三实施例。
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，以下将结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参照图1至图5所示，为本发明散热装置的第一实施例，第一实施例为本申请较佳的实施例。所述散热装置包括热管10，成长条形中空管体，热管10内部抽真空处理并植入有液体工质，热管10的内壁面设有毛细结构；散热鳍片组20，包括相互堆叠设置的若干散热鳍片21，各散热鳍片21上设有贯穿孔22，该散热鳍片21通过贯穿孔22穿设在热管10上，且各贯穿孔22的内壁面在周向方向的全长度上形成储存区23；结合介质30，设于储存区23中，热管10的外壁面与贯穿孔22的内壁面结合，结合介质30将散热鳍片21与热管10固定，结合介质30具有导热性能。该热管10呈L形，其具有一蒸发端与一冷凝端。该热管10的蒸发端与散热鳍片21接合，冷凝端与电子元件的热源相连接。该热管10的管体可以是铜或铝等导热性能好的材料所制成，其具有一中空腔，并在中空腔内设有一毛细结构和工作流体，其中毛细结构由金属编织网或纤维束等材料制成。
参照图4所示，结合介质30为锡膏，可将锡膏均匀的涂抹在储存区23中；散热鳍片21分为板状主体部212和由主体部212延伸形成的连接部214，且相邻两个散热鳍片21的主体部212相对且间隔设置，相邻两个主体部212之间形成空气通道215，使得空气在主体部212之间流通，散热效果较好，且连接部214形成贯穿孔22。各散热鳍片21可由铜、铝等导热性能好的材料构成，但是当散热鳍片21的材料为铝时，需对该散热鳍片21进行表面处理：在散热鳍片21位于贯穿孔22贴合热管10的内壁面上镀一层镍，从而可以使锡膏更好的附着在该散热鳍片21上。
在第一实施例中，如图5所示，储存区23与散热鳍片21形成有连接面231，且连接面231沿贯穿孔22的轴线所在面的截面呈直线型，该储存区23形成于热管10外圈一周。该储存区23为主体部212与连接部214相连处沿贯穿孔22的径向方向形成的倒角结构，使得储存区23与连接面231形成两夹角，连接面231与垂直于贯穿孔22的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，连接面231与热管10的外壁面之间形成夹角Ɵ2，同时沿贯穿孔22的轴向方向上，储存区23位于热管10外周面的长度为L1，散热鳍片21位于热管10外周面的长度为L2，当Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度，L1/L2的比值不小于0.3且不大于0.6，热管10与散热鳍片21的有效接触面积较大，热管10与散热鳍片21之间的结合强度最佳，达到的散热效果较好。
需要说明的是，要知道铜的导热系数远高于锡，所以在设计热管10与散热鳍片21焊接位置的时候就需要考虑储存区23的位置。本申请设计中，将储存区23形成一圈，用于确保热管10与散热鳍片21的结合强度，同时能够使得热管10与散热鳍片21之间的传热尽可能均匀；另外能够使得贯穿孔22除储存区23以外的内壁面与热管10外壁面之间的间隙设计的尽可能小，通过毛细现象吸收少量的结合介质30实现结合（也就是通过减小间隙来降低间隙内的结合介质30的厚度），进而提升贯穿孔22除储存区23以外的内壁面与热管10外壁面之间的导热性能；同时如上述仅有少量的结合介质30从储存区23通过毛细现象被吸出又不会使得储存区23出现太大的空洞现象，如此进一步提升了导热性能。本申请通过多次实验验证，Ɵ1与Ɵ2的角度范围及L1/L2的比值范围在上述范围内时效果最佳（热管10与散热鳍片21具有足够的结合力，同时热管10与散热鳍片21之间具有一个较高水平的导热性能，且热管10与散热鳍片21之间的传热较为均匀）。具体地，该散热装置在至少两散热鳍片21间形成一储存区23，通过点锡的方式先将锡膏点进该储存区23，再将热管10的冷凝端穿过散热鳍片组20的贯穿孔22，使得散热鳍片21与热管10相结合。当焊接工作开始时，储存区23内的锡膏会因高温熔融，从而因毛细力与重力流入热管10与散热鳍片21贯穿孔22的间隙中，令热管10与散热鳍片21通过锡膏相互连接固定。
参照图6所示，与第一实施例不同的是，该储存区23为各连接部214远离各主体部212的一端折弯形成的。同理，与第一实施例相同的，采用点锡的方式将锡膏放入储存区23，经过高温使得锡膏熔融，通过毛细作用及重力作用连接散热鳍片21与热管10，增加了两者间的接触面积，提高了整体的散热效果。
参照图7所示，与第一实施例及第二实施例不同的是，该连接面231沿贯穿孔22的轴线所在面的截面呈弧线，连接面231一端的切线与垂直于贯穿孔22的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，连接面231另一端的切线与热管10的外壁面之间形成夹角Ɵ2，Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度。焊接时，锡膏经高温熔融后依靠毛细力与重力作用流向并填充热管10与散热鳍片21的贯穿孔22之间的间隙。
具体地，锡膏经冷却后在热管10与散热鳍片21的贯穿孔22间形成一焊锡层213，并通过该焊锡层213将热管10与散热鳍片21紧密结合在一起。
本发明散热装置，通过在至少相邻两个散热鳍片间设储存区，其内设置结合介质，焊接时，通过高温熔融，使熔融后的结合介质在毛细力及重力的作用下快速的向热管外表面流动，使得热管外表面与散热鳍片相互连接，接触更加充分，不易形成空焊，令散热装置的散热效果得到进一步提高。
本发明公开的散热装置还有一种组合方法，包含下列步骤：
步骤A：将若干个散热鳍片21堆叠结合；
步骤B：在散热鳍片21的储存区23内填充结合介质30；
步骤C：将热管10的外壁面与散热鳍片21的贯穿孔22的内壁面结合；
步骤D：对结合介质30加热至熔点，待结合介质30冷却后，制成热管10与散热鳍片21紧密结合的散热装置。
需要说明的是，本申请中的所述贯穿孔22并非特指圆柱状穿孔，而可以是其他形状的穿孔，例如：长方体状、多边形状等等。
此外本申请中的所述贯穿孔22还可以形成于散热鳍片21的边缘位置。例如贯穿孔22可以设计成沿散热鳍片21堆叠方向的一侧呈开口状，且沿散热鳍片21的堆叠方向贯穿的通槽结构（未图示）。在此种实施例中，所述热管10可以直接由散热鳍片21的堆叠方向的一侧从贯穿孔22的开口位置组装入贯穿孔22，贯穿孔22的内壁面仅与热管10的外壁面的一半相结合，如此可以设计两个散热鳍片组20并沿热管10的径向夹持热管10实现结合。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (11)
1.一种散热装置，其特征在于，包括：
热管（10），成长条形中空管体，热管（10）内部抽真空处理并植入有液体工质，热管（10）的内壁面设有毛细结构；
散热鳍片组（20），包括相互堆叠设置的若干散热鳍片（21）；
各所述散热鳍片（21）包括主体部（212）及由主体部（212）延伸形成的连接部（214），相邻两个所述散热鳍片（21）的主体部（212）相对且间隔设置，相邻两个所述主体部（212）之间形成空气通道（215），所述连接部（214）形成贯穿孔（22）；
各所述贯穿孔（22）的内壁面上形成储存区（23）；
结合介质（30），设于储存区（23）中，所述热管（10）的外壁面与所述贯穿孔（22）的内壁面结合，所述结合介质（30）将所述散热鳍片（21）与热管（10）一体固定，所述结合介质（30）具有导热性能；
所述储存区（23）在所述贯穿孔（22）的内壁面于周向方向的全长度上形成。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述储存区（23）位于相邻两个所述散热鳍片（21）的堆叠结合位置，所述结合介质（30）将相邻两个所述散热鳍片（21）一体固定。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述储存区（23）为主体部（212）与连接部（214）相连处沿贯穿孔（22）的径向方向凹陷形成的倒角结构。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述储存区（23）由所述连接部（214）远离所述主体部（212）的一端折弯形成。
5.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，所述储存区（23）定义有连接面（231），所述连接面（231）沿贯穿孔（22）的轴线所在面的截面呈直线型。
6.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，所述储存区（23）定义有连接面（231），所述连接面（231）沿贯穿孔（22）的轴线所在面的截面呈弧线型。
7.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述连接面（231）与垂直于贯穿孔（22）的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，所述连接面（231）与热管（10）的外壁面之间形成夹角Ɵ2，所述Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度。
8.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述连接面（231）一端的切线与垂直于贯穿孔（22）的轴向方向的平面之间形成夹角Ɵ1，所述连接面（231）另一端的切线与热管（10）的外壁面之间形成夹角Ɵ2，所述Ɵ1与Ɵ2均不小于30度且不大于60度。
9.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，沿贯穿孔（22）的轴向方向上，所述储存区（23）位于热管（10）外周面的长度为L1，所述连接部（214）位于热管（10）外周面的长度为L2，所述L1/L2不小于0.3且不大于0.6。
10.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热鳍片（21）由铜制成；或者所述散热鳍片（21）由铝制成且所述贯穿孔（22）贴合热管（10）的内壁面上镀镍。
11.一种散热装置的组合方法，包括上述权利要求1至10项中任意一项所述的散热装置，其特征在于：所述组合方法包括如下步骤：
步骤A：将若干个所述散热鳍片（21）堆叠结合；
步骤B：在所述散热鳍片（21）的储存区（23）内填充结合介质（30）；
步骤C：将所述热管（10）的外壁面与散热鳍片（21）的贯穿孔（22）的内壁面结合；
步骤D：对所述结合介质（30）加热至熔点，待所述结合介质（30）冷却后，制成所述热管（10）与所述散热鳍片（21）紧密结合的散热装置。
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Application publication date: 20210917 |