CN115373498A - 散热器、散热器制造方法及计算机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种散热器、散热器制造方法及计算机，涉及计算机领域，散热器包括：散热结构本体和第一冷却结构，散热结构本体上设有槽孔结构，槽孔结构沿温度扩散的方向延伸设置，其中，槽孔结构的开口设置在散热结构本体远离热源的一端；第一冷却结构铺设在槽孔结构的内壁上，其中，第一冷却结构上设有冷却通道以用于吸附冷却液。通过本申请的上述设置，解决了散热器散热效率低、效果差的问题，提高了散热效率。

Description

散热器、散热器制造方法及计算机

技术领域

本申请涉及计算机领域，具体而言，涉及一种散热器、散热器制造方法及计算机。

背景技术

目前电脑芯片的集成度越来越高，产品功耗也越来越大，这就导致芯片的散热问题越发严重，目前在计算机领域中的CPU散热多为使用Al、Cu材质的散热器，此种散热器自身热阻较大，这导致散热器整体温差较大，无法最大程度的发挥散热器的散热效果，因此，目前的散热器已经无法满足芯片功耗不断增高的需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种散热器、散热器制造方法及计算机，以至少解决相关技术中散热器散热效率低、效果差的问题。

根据本申请的一个实施例，提供了一种散热器，包括：散热结构本体和第一冷却结构，散热结构本体用于设置在热源的一侧，散热结构本体上设有槽孔结构，槽孔结构沿远离热源的方向延伸设置，其中，槽孔结构的开口设置在散热结构本体远离热源的一端；第一冷却结构铺设在槽孔结构的内壁上，其中，第一冷却结构上设有冷却通道以用于吸附冷却液。

在一个示例性实施例中，第一冷却结构为毛细结构，毛细结构上的孔隙形成冷却通道。

在一个示例性实施例中，槽孔结构的截面为圆形或矩形，其中，第一冷却结构设置在槽孔结构的侧壁和底壁上。

在一个示例性实施例中，散热结构本体采用均温板。

在一个示例性实施例中，槽孔结构底壁厚度与均温板厚度之间的比值范围为0.05至0.1。

在一个示例性实施例中，散热结构本体为放射状结构，槽孔结构设置在散热结构本体的中心。

在一个示例性实施例中，第一冷却结构采用铝粉或铜粉制成，其中，铝粉或铜粉为200目至800目。

在一个示例性实施例中，散热结构本体为两个，两个散热结构本体镜像地设置，其中，两个散热结构本体上的开口相对设置，以使两个散热结构本体上的槽孔结构共同围成密封空间。

在一个示例性实施例中，第一冷却结构设置在靠近热源一端的散热结构本体内，散热器还包括：

第二冷却结构，第二冷却结构设置在远离热源一端的散热结构本体内，其中，第二冷却结构也包括多个冷却通道，冷却通道内预存冷却液，第二冷却结构仅铺设在槽孔结构的侧壁上。

在一个示例性实施例中，散热器还包括：

密封板，密封板设置在开口处以与槽孔结构配合形成密封空间。

在一个示例性实施例中，密封板位于密封空间的一侧设有凹槽。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种散热器制造方法，以用于制造上述的散热器，散热器制造方法包括在散热结构本体远离热源的一端的端面上加工槽孔结构；在槽孔结构的内壁上铺设第一冷却结构，并使第一冷却结构包括多个冷却通道，在冷却通道内预存冷却液。

在一个示例性实施例中，在槽孔结构的内壁上通过烧结铜粉或铝粉以形成第一冷却结构。

在一个示例性实施例中，将两个散热结构本体以远离热源的一端为中心面镜像放在一起并焊接固定，以使两个散热结构本体上的槽孔结构形成密封空间。

在一个示例性实施例中，将密封板盖在槽孔结构的开口处并焊接密封，以使槽孔结构与密封板之间形成密封空间。

在一个示例性实施例中，在铺设完第一冷却结构后通过向槽孔结构内注入冷却液使冷却液流入冷却通道内；待注入完冷却液后间隔预定的时间对密封空间抽真空。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种计算机，包括中央处理器和散热器，散热器设置在中央处理器的一侧，散热器为上述的散热器，或者散热器采用上述的散热器制造方法制成。

本申请的散热器主要采用物理形式对热源进行散热降温，使用时，将该散热器设置在热源的一侧，通过在散热结构本体的一端设置槽孔结构，槽孔结构使整个散热结构本体上形成内腔，减小了整个散热器的重量，同时减小了散热结构本体的热阻，在槽孔结构内设置第一冷却结构，第一冷却结构上的冷却通道能够预存冷却液以在受热时挥发，将热量快速的传递至散热结构本体远离热源的一端，从而尽可能的保证整个散热结构本体的温度一致，从而提高了散热结构本体整体的散热效率。

附图说明

图1是根据本申请实施例的散热器的剖视图；

图2是根据本申请实施例的散热器的俯视图；

图3是根据本申请实施例的第一冷却结构的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请实施例提供了一种散热器，该散热器可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中设置以给中央处理器等热源进行散热，如图1和图2所示，该散热器包括散热结构本体10和第一冷却结构20，散热结构本体10用于设置在热源的一侧，散热结构本体10上设有槽孔结构11，该槽孔结构11指的是有且仅有一端开口的槽或者孔，也可以叫做盲孔，槽孔结构11沿远离热源的方向延伸设置，当散热结构本体与热源的相对位置确定后，远离热源的方向也确定，即从热源朝向散热结构本体的方向，此时如果槽孔结构11的一端受热时，能够通过槽孔结构11内的气体介质或者冷却液的挥发直接传送至槽孔结构11的另一端，从而快速的将热量传递至远离热源的一端，使远离热源的一端迅速升温，快速散热，提高了整个散热器的散热效率，槽孔结构加工完成后使整个散热结构本体上形成内腔，减小了散热结构本体的热阻，其中，槽孔结构11的开口设置在散热结构本体10远离热源的一端；第一冷却结构20铺设在槽孔结构11的内壁上并全面覆盖，该第一冷却结构20上具有多个冷却通道，冷却通道内预存有冷却液，冷却通道可以是封闭的空间，也可以是一端开口的腔体。

本申请的散热结构本体10采用铜或铝材料，通过挤压或压铸等工艺制成。

以计算机为例，热源为中央处理器，散热结构本体10为圆柱形结构，其在使用时一般放倒使用，即两个端面在一侧，中央处理器在散热结构本体10的一侧，因此，散热结构本体10的一端靠近中央处理器，另一端位于背面。

为了保证高效安全的散热，槽孔结构11采用圆柱形结构，圆柱形结构开口一端朝向远离热源的一端设置，圆柱形结构便于铺设第一冷却结构20，本申请实施例中的第一冷却结构20设置在槽孔结构11的侧壁和底壁上，由于该槽孔结构11底部最接近热源，因此底壁上必须铺设第一冷却结构20，以防止对散热器上槽孔结构11的底壁进行干烧，且底壁上铺设的第一冷却结构20在吸收冷却液后能够更加迅速的挥发，散热效果更好。传统的散热器其结构中心为实体，靠近中央处理器的一端在受热时，通过散热器自身材料传热，传热速度慢，从而造成散热器的相对两端具有较大的温差，远离热源的一端由于温度低所以散热效率慢，使得靠近热源一端的热量迟迟散不出去，为了解决该问题，本申请的上述的散热器其在使用时的散热原理如下：

散热器的散热结构本体靠近热源的一端先受热，本申请槽孔结构的延伸方向为上述圆柱形结构的轴心线延伸方向，槽孔结构的底壁先受热后，预留存在底壁上的第一冷却结构内的冷却液受热挥发，从而迅速将热量带到散热结构本体的另一端，加快了传热的效率，其次，槽孔结构侧壁上的第一冷却结构内的冷却液继续挥发散热，加大了散热面积。

此外，散热结构本体还可以采用多边形柱体结构。

当然，该槽孔结构11还可以设置为阶梯孔、燕尾槽或梯形孔等结构。

参照图3所示，本申请中第一冷却结构20采用毛细结构的形式，其结构为一端开口另一端封闭的圆筒状结构，封闭的一端对应底壁安装，毛细结构具有良好的吸附力，毛细结构上的孔隙能够形成冷却通道，起到吸附冷却液的作用。本实施例中散热结构本体10采用具有一定厚度的均温板，槽孔结构11的底部到均温板的底部之间的距离为槽孔结构11底壁的厚度，其中，底壁的厚度与均温板的厚度比值一般为0.05-0.1，优选的，底壁的厚度为2mm-3mm，均温板的厚度为30mm至35mm，如果厚度太小，会导致整个散热面积小，如果厚度太厚不仅占用体积，同时也不利于快速散热，槽孔结构11的直径为30mm至40mm，即本申请的散热结构本体10并非一个薄片，而是具有一定厚度的3D均温板，增大了散热面积，同时在该尺寸结构下通过上述尺寸的槽孔结构11能够保证整个散热结构本体10有一个快速的散热效果。

本申请的散热器采用带有抗重力的3D均温板，既能保证均温性，又增大了散热器的散热能力，且散热器可以多方向安装，不用考虑重力，具体的，散热器可以横着放，也可以竖着放，还可以环绕热源间隔地防止多个散热器，3D均温板的腔体为散热器内部腔体，可以减轻散热器重量，且可以消除3D均温板与散热器之间的热阻，增加散热能力。

为了尽可能的而提高散热效果，将散热结构本体10设置为放射状太阳花结构，整体轮廓呈圆柱形，散热均匀，槽孔结构11设置在散热结构本体10的中心，散热结构本体10的中心线与槽孔结构11的中心线重合。

此外，第一冷却结构20也采用铝粉或铜粉制成，其中，铝粉或铜粉为200目至800目，优选的，铝粉或铜粉为300目、400目、500目、600目或700目，此目数下的第一冷却结构20孔隙大小和密度散热效果更好。

根据一种实施方式，第一冷却结构20和散热结构本体10均采用铝，或均采用铜，当然第一冷却结构还可以采用碳纤维等多孔材料。

为了应对不同温度和大小的热源，本申请的散热器中散热结构本体10设置为两个，当热源体积和温度较小时，为了减少占用空间，此时只需设置一个散热结构本体10对热源进行散热即可，而当热源体积和温度较高时，将本申请实施例中的两个散热结构本体10镜像地设置，其两个散热结构本体10上的开口相对设置，即具有开口的一侧相互靠近，以使两个散热结构本体10上的槽孔结构11共同围成密封空间，加大加长了整个散热器的体积和面积，同时散热器中间的槽孔结构11空间也变大，能够很好的适应增大体积后的散热器的散热，通过上述设置使得本申请的散热器能够匹配不同型号的中央处理器，拆卸安装方便，适应性更强。

为了匹配上述更大的散热器，本申请中第一冷却结构20设置在靠近热源一端的散热结构本体10内，散热器还包括第二冷却结构，第二冷却结构上具有多个冷却通道，冷却通道内预存有冷却液，具体的，第二冷却结构也采用毛细机构，第二冷却结构设置在远离热源一端的散热结构本体10内，其中，第二冷却结构仅铺设在槽孔结构11的侧壁上，这样使得两个槽孔结构11形成的密封空间中，侧壁以及一个底壁上均设置毛细结构以吸附冷却液，而保留了远离热源一端的底壁上没有毛细结构，此时，毛细结构内挥发的冷却液在该没有毛细结构的底壁上凝结，提高了散热速度和效果。本实施例中的冷却液可以采用纯水。

当散热结构本体10具有一个时，为了进一步提高其散热效果，本申请的散热器还包括密封板30，密封板30设置在开口处以与槽孔结构11配合形成密封空间，密封板30通过钎焊的方式密封在开口处，密封板30上设有注液孔，以用于向密封空间内注液，在注液完毕后，在通过该注液孔将部分冷却液吸走，对该密封空间内抽真空，从而提高密封空间内的传热效率。

为了方便安装密封板，在槽孔结构的开口处设置了一圈沉孔，该沉孔的深度与密封板的厚度一致，或密封板的厚度小于沉孔的深度，以使密封板在安装到槽孔结构开口处时，能够完全落入该沉孔内。

当加上密封板后，其整个散热器的散热原理如下：

散热器的散热结构本体靠近热源的一端先受热，本申请槽孔结构的延伸方向为上述圆柱形结构的轴心线延伸方向，槽孔结构的底壁先受热后，预留存在底壁上的第一冷却结构内的冷却液受热挥发，从而迅速将热量带到散热结构本体的另一端，此时由于密封板位于远离热源的一端，其温度相比底壁低很多，挥发的冷却液遇到温度较低的密封板后释放热量凝结，从而能够快速提高密封板的温度，凝结后的冷却液再次流向侧壁毛细结构的冷却通道内，进而回流至底壁的冷却通道内，防止底壁过热干烧，冷却液加快了传热的效率。

进一步为了提高冷却液的回流速度，密封板30位于密封空间的一侧设有凹槽，便于冷凝后的冷凝液回流至第一冷却结构20，凹槽为圆形凹槽，凹槽的直径与槽孔结构11的直径大小相同。

此外，该凹槽可以设置为中间深边缘浅的凹槽结构，从而对冷却液形成一定的导流效果，使冷却液沿着凹槽的内壁回流至槽孔结构侧壁的冷却通道内。

散热结构本体上还设有多个连接孔40，多个连接孔40环绕散热结构本体间隔地设置，两个散热结构本体之间通过连接孔40和螺钉进行连接。

散热结构本体上还设有多个螺纹孔，螺钉穿过螺纹孔以将散热结构本体固定在风扇或计算机的壳体上，连接孔40和螺纹孔可以一孔多用，既可以连接另一个散热结构也可以用于将散热器固定在风扇或计算机壳体上。

本申请的实施例还提供了一种散热器制造方法，用于制造上述的散热器，该散热器制造方法为：

首先将铝或铜一体压铸成型以形成本申请中的散热结构本体10，如图2所示，该散热结构本体10为太阳花状结构，外轮廓为圆柱结构，所以散热结构本体10具有两个相对的端面；

进一步在散热结构本体10任意一个端面上铣槽孔结构11，当安装散热器时，保证该槽孔结构11位于远离热源的一端即可；

槽孔结构11加工完成后，在槽孔结构11的内壁上铺设第一冷却结构20。

上述第一冷却结构20的设置方式有很多，其中一个实施例为，在槽孔结构11的内壁上通过烧结铜粉或铝粉以形成第一冷却结构20，此外，当然还可以采用其他形式，比如制造完第一冷却结构20后直接安装到槽孔结构11内，但是效果没有直接烧结的好，因为烧结后的第一冷却结构20与槽孔结构11的连接更紧密，传热效果以及存储冷却液的效果更好。

具体的，将Al粉或Cu粉通过陶瓷棒等定位结构，使用500~900℃温度烧结1~2H，使其烧结固定在槽孔结构的内表面，形成第一冷却结构，该第一冷却结构具有良好的吸水性。

对于较大功率的中央处理器，或者温度较高的热源来说，本申请中可以将两个散热结构本体10以远离热源的一端为中心面镜像放在一起并焊接固定，即将两个散热结构本体10对起来，以使两个散热结构本体10上的槽孔结构11形成密封空间，这样增大了散热器结构的散热面积，且槽孔结构11适应性的变大，保证了变大后的散热器的散热效果，适应性更强，安装拆卸方便。

将密封板30盖在槽孔结构11的开口处并焊接密封，以使槽孔结构11与密封板30之间形成密封空间。

对于上述两种实施方式，当选用两个散热结构本体10对接形成密封空间的实施方式时，其制造方法为在一个散热结构本体10上铺设完第一冷却结构20后，继续在另一个散热结构本体10上铺设第二冷却结构，第一冷却结构20和第二冷却结构均制作完成后，将两个散热结构本体10对接进行钎焊，以使两个槽孔结构11形成密封的空间，之后向该密封空间内注入冷却液，注完冷却液后停留一段时间，以使冷却液尽可能的渗入到毛细结构以及散热结构本体10上，然后通过设置在散热结构本体10上的注液孔将剩余的部分或全部冷却液抽走，并对该密封空间抽真空，抽真空后将注液孔封闭。

当选用一个散热结构本体10的实施方式时，先将铝粉或铜粉烧结在槽孔结构11的侧壁和底壁上形成第一冷却结构20，然后将密封盖盖在槽孔结构11的本体上，并通过钎焊将密封盖焊接在槽孔结构11上，形成密封空间，通过密封盖的注液孔向密封空间内注入冷却液，使冷却液进入第一冷却结构20的冷却通道内，然后抽出密封空间内的部分冷却液，最终密封注液孔。

上述选用一个散热结构本体10通过密封板30密封形成密封空间的方式，待注入完冷却液后间隔预定的时间对密封空间抽真空。

本申请实施例还提供了一种计算机，包括中央处理器、风扇和散热器，风扇和散热器分别设置在中央处理器的相对两侧，或者中央处理器和风扇分别设置散热器的相对两侧，散热器为上述的散热器，或者散热器采用上述的散热器制造方法制成。

本申请的计算机中根据主机内的空间和散热需求，可以设置两个散热器，该两个散热器可以叠加设置，通过螺钉固定在一起，此时两个散热器均位于热源的同一侧，此外，还可以将两个散热器对称地布置在中央处理器的两相对两侧，同时对中央处理器的相对两端进行散热。

当然，计算机还可以包括三个以上的散热器，多个散热器环绕热源间隔的布置，或者采用上述两种方式混合布置。

本申请实施例中的散热器通过上述设置和制造，能够应对高功率的中央处理器的散热，使的散热效果更好。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到 ：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制 ；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位 ( 旋转 90 度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种散热器，其特征在于，包括：

散热结构本体（10），所述散热结构本体（10）用于设置在热源的一侧，所述散热结构本体（10）上设有槽孔结构（11），所述槽孔结构（11）沿远离所述热源的方向延伸设置，其中，所述槽孔结构（11）的开口设置在所述散热结构本体（10）远离热源的一端；

第一冷却结构（20），所述第一冷却结构（20）铺设在所述槽孔结构（11）的内壁上，其中，所述第一冷却结构（20）上设有冷却通道以用于吸附冷却液。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述第一冷却结构（20）为毛细结构，所述毛细结构上的孔隙形成所述冷却通道。

3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述槽孔结构（11）的截面为圆形或矩形，其中，所述第一冷却结构（20）设置在所述槽孔结构（11）的侧壁和底壁上。

4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热结构本体（10）采用均温板。

5.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述槽孔结构（11）底壁厚度与所述均温板厚度之间的比值范围为0.05至0.1。

6.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热结构本体（10）为放射状结构，所述槽孔结构（11）设置在所述散热结构本体（10）的中心。

7.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述第一冷却结构（20）采用铝粉或铜粉制成，其中，所述铝粉或铜粉为200目至800目。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的散热器，其特征在于，所述散热结构本体（10）为两个，两个所述散热结构本体（10）镜像地设置，其中，两个所述散热结构本体（10）上的所述开口相对设置，以使两个所述散热结构本体（10）上的所述槽孔结构（11）共同围成密封空间。

9.根据权利要求8所述的散热器，其特征在于，所述第一冷却结构（20）设置在靠近所述热源一端的所述散热结构本体（10）内，所述散热器还包括：

第二冷却结构，所述第二冷却结构设置在远离所述热源一端的所述散热结构本体（10）内，其中，所述第二冷却结构也包括多个冷却通道，所述冷却通道内预存冷却液，所述第二冷却结构仅铺设在所述槽孔结构（11）的侧壁上。

10.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器还包括：

密封板（30），所述密封板（30）设置在所述开口处以与所述槽孔结构（11）配合形成密封空间。

11.根据权利要求10所述的散热器，其特征在于，所述密封板（30）位于所述密封空间的一侧设有凹槽。

12.一种散热器制造方法，其特征在于，

在散热结构本体（10）远离热源的一端的端面上加工槽孔结构（11）；

在所述槽孔结构（11）的内壁上铺设第一冷却结构（20），并使所述第一冷却结构（20）包括多个冷却通道，在所述冷却通道内预存冷却液。

13.根据权利要求12所述的散热器制造方法，其特征在于，在所述槽孔结构（11）的内壁上通过烧结铜粉或铝粉以形成所述第一冷却结构（20）。

14.根据权利要求12所述的散热器制造方法，其特征在于，将两个所述散热结构本体（10）以所述远离热源的一端为中心面镜像放在一起并焊接固定，以使两个散热结构本体（10）上的所述槽孔结构（11）形成密封空间。

15.根据权利要求12所述的散热器制造方法，其特征在于，将密封板（30）盖在所述槽孔结构（11）的开口处并焊接密封，以使所述槽孔结构（11）与所述密封板（30）之间形成密封空间。

16.根据权利要求14或15所述的散热器制造方法，其特征在于，

在铺设完所述第一冷却结构（20）后通过向所述槽孔结构（11）内注入冷却液使所述冷却液流入所述冷却通道内；

待注入完所述冷却液后间隔预定的时间对所述密封空间抽真空。

17.一种计算机，包括中央处理器和散热器，其特征在于，所述散热器设置在所述中央处理器的一侧，所述散热器为权利要求1至11中任一项所述的散热器，或者所述散热器采用权利要求12至16中任一项所述的散热器制造方法制成。

Images