CN116583945A - 使用石墨片作为鳍片的散热器装置 - Google Patents

使用石墨片作为鳍片的散热器装置 Download PDF

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Abstract

公开一种使用石墨片作为鳍片的散热器装置。根据实施例的散热器装置，包括：石墨片鳍片，在高度方向以及宽度方向上具有特定的长度，而且在深度方向上相距特定的间隔平行排列；金属材料插入板，位于石墨片鳍片的高度方向上的一端部，与石墨片鳍片交替配置；以及，固定组件，将石墨片鳍片以及插入板以交替配置的状态进行挤压固定。

Description

使用石墨片作为鳍片的散热器装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种通过对从如电气电子装置等热源生成的热量进行释放而对热源的温度进行管理的散热器装置，例如，提供一种将利用石墨片制成的鳍片固定到金属底座的散热器装置。
背景技术
电气电子装置具有可正常运行的温度范围，而且在运行过程中会生成热量。因此，需要通过对运行时所生成的热量进行释放而防止装置的温度超出正常运行范围。带有鳍片的散热器装置是一种起到如上所述的作用的装置之一。
鉴于石墨具有极高的热传导度，人们开发出了与使用石墨片作为鳍片的散热器相关的技术。例如，在韩国公开专利第10-2007-0048137号中公开了一种配备有金属底座以及石墨鳍片的复合材料的散热器。
*在所述公开专利所公开的现有技术中，通过在金属底座内部机械加工出多个凹槽并使得各个石墨鳍片的下部边缘贴紧收容到各个凹槽内部而将鳍片安装到底座上，且鳍片是通过摩擦结合、热收缩结合或使用粘接剂的方式固定到凹槽的内部。
如上所述的现有技术会因为复杂的制造工程而导致生产性的下降。此外，因为石墨鳍片与金属底座之间的接触面积并不太大且没有配备用于降低两者之间的热阻的特殊的对策，因此散热器的实际散热性能远低于可借助于石墨鳍片的热传导度达成的预期的性能。此外，因为需要在通过机械加工形成凹槽之后插入鳍片，因此难以缩短鳍片与鳍片之间的间隔，从而难以制作出大小较小且具有足够数量的鳍片的散热器。
如上所述，石墨片的热传导度远高于铜或铝，因此在其热传导方面是作为散热器装置的鳍片使用的非常理想的材料，但是因为其强度或柔性问题等，实际上并不能轻易地将其适用于鳍片。
此外，因为用于对鳍片进行固定的金属底座与石墨片鳍片之间的接触面上的接触热阻成为瓶颈，因此整体的散热器装置的散热效率并不能达到可借助于石墨片的热传导度达成的预期的散热效果。
发明内容
本公开提供一种生产性优秀，而且因为鳍片与金属底座之间的热阻较小而可以确保优秀的散热性能，还可以根据需要轻易地将鳍片与鳍片之间的间隔调节成非常小的状态的使用石墨片作为鳍片的散热器装置。
根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，包括：石墨片鳍片，在高度方向以及宽度方向上具有特定的长度，而且在深度方向上相距特定的间隔平行排列；金属材料插入板，位于石墨片鳍片的高度方向上的一端部，与石墨片鳍片交替配置；以及，固定组件，将石墨片鳍片以及插入板以交替配置的状态进行挤压固定。
此外，根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，还包括：金属材料插入板，位于石墨片鳍片的高度方向上的另一端部，与石墨片鳍片交替配置。
此外，根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，作为固定组件，包括：金属材料螺栓，贯通在石墨片鳍片与插入板的长度方向上的对应位置形成的贯通孔；以及，螺母，固定到螺栓上。
此外，根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，作为固定组件，包括：金属材料固定板，结合到石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端。
此外，根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，螺栓以及固定板的热膨胀率小于插入板的热膨胀率
根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的生产性优秀，而且因为鳍片与金属底座之间的热阻较小而可以确保优秀的散热性能，还可以根据需要轻易地将鳍片与鳍片之间的间隔调节成非常小的状态，从而轻易地制造出所需要的间隔以及大小的产品，进而与现有技术相比可以将鳍片与鳍片之间的间隔调节成非常小的状态，从而制造出大小较小但散热性能优秀的产品。
附图说明
图1是根据一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的斜视图。
图2是图1的实施例所图示的散热器装置的分解斜视图。
图3是根据另一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的斜视图。
图4是根据又一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的斜视图。
具体实施方式
接下来，将参阅附图对根据实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置进行具体的说明。
图1是根据一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置10的斜视图，图2是分解斜视图。
如图1以及图2所示，使用石墨片作为鳍片的散热器装置10(以下，简称为“散热器装置”)包括石墨片鳍片11、插入板12以及固定组件13、14。因为考虑到并不至于造成混淆，因此与位置无关地使用相同的编号11表示各个石墨片鳍片，而且与位置无关地使用相同的编号12表示各个插入板。此外，为了说明的便利，相同的编号在相同的附图中仅使用了一次。
石墨片鳍片11在高度方向z以及宽度方向x上具有特定的长度，而且在深度方向y上相距特定的间隔平行排列。
插入板12位于石墨片鳍片11的高度方向z上的一端部，与石墨片鳍片11交替配置，利用金属材料制成。在所述高度方向z上的一端部的末端形成的面，将成为贴近到如电气电子装置等热源的吸热面10a。通过将吸热面10a抛光成光滑的状态，使其尽可能地以更大的面积与热源接触为宜。
在图1以及图2所图示的实施例中，金属材料的插入板12不仅位于石墨片鳍片11的高度方向z上的一端部，还位于另一端部，并与石墨片鳍片11交替配置。借此，可以通过提升散热器装置10的耐久性而使其更好地承受外部冲击，而且还可以使得石墨片鳍片11与插入板12更加有效地彼此贴紧。
但是，插入板12可以仅位于石墨片鳍片11的高度方向z上的一端部(例如，高度方向z上的下侧)，而在另一端部(例如，高度方向z上的上侧)只有石墨片鳍片11存在。在如上所述的情况下，固定组件13、14也可以仅安装在高度方向z上的一端部(例如，高度方向z上的下侧)，而不安装在另一端部(例如，高度方向z上的上侧)。
为了与吸热面10a进行区分，将在高度方向z上的另一端部的末端形成的面标记为10b。
固定组件13、14为了使得石墨片鳍片11与插入板12维持交替配置的状态而对其进行挤压固定。
在图1以及图2所图示的实施例中，包括：金属材料螺栓13，贯通在石墨片鳍片11与插入板12的长度方向y上的对应位置形成的贯通孔11h、12h；以及，螺母14，固定到螺栓13的一端部。
在所图示的实施例中，螺栓13以及螺母14只是通过对贯通孔11h、12h进行贯通而向深度方向y进行挤压固定的固定组件的一实例，例如，可以通过对螺栓端部进行铆接或利用铆钉台历螺栓等方式替代螺栓13以及螺母14，应该将其视为螺栓13以及螺母14的均等物。
本发明人了解到，可以通过提升石墨片鳍片11与插入板12之间的贴紧性而降低石墨片鳍片11与插入板12之间的接触热阻，从而使得散热器装置达成可借助于石墨片鳍片11所具有的高热传导度达成的预期的散热性能。
鉴于此，通过利用螺栓13以及螺母14进行挤压固定而使得石墨片鳍片11与插入板12之间发生挤压，同时通过使得螺栓13的热膨胀率小于插入板12的热膨胀率而确保在散热器装置因为受热而变成高温状态时使得基于螺栓13以及螺母14的挤压力变得更大。在散热器装置10变成高温状态时，将在深度方向y上发生膨胀，因为螺栓13的热膨胀率小于插入板12的热膨胀率，因此插入板12的膨胀率会相对较大，但是实际上却会因为受到螺栓13以及螺母14的限制而无法发生膨胀，从而最终达成强化作用于石墨片鳍片11与插入板12之间的边界面上的挤压力的结果。借此，在温度升高时挤压力也会急速增加，而且石墨片鳍片11与插入板12之间的接触热阻也将接近于0，从而消除在边界面上的热瓶颈现象。
编号15a、15b代表用于对散热器装置10的深度方向y上的两端进行保护并提升耐久性的保护板。并不是必须配备有保护板15a、15b。
使用石墨片作为鳍片即使用石墨片鳍片的散热器装置的生产性优秀，而且因为石墨片鳍片11与插入板12之间的热阻较小而可以确保优秀的散热性能，还可以根据所选择的插入板12的厚度轻易地对鳍片11与鳍片11之间的间隔进行调节，从而轻易地制造出所需要的间隔以及形状的产品。此外，通过选择较薄的插入板12的厚度，与现有技术相比可以将鳍片11与鳍片11之间的间隔调节成非常小的状态，从而制造出大小较小但散热性能优秀的产品。
图3是根据另一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的斜视图，图4是根据又一实施例的使用石墨片作为鳍片的散热器装置的斜视图。
图3以及图4所分别图示的实施例与图1以及图2所图示的实施例相比，其差异在与固定组件不同，而且根据固定组件的不同没有形成图1以及图2的实施例的贯通孔11h、12h。在图3以及图4中，除固定板16、17之外没有标记编号，但是可以将没有标记编号的构成要素理解为是与图1以及图2几乎相同的构成。例如，在图3以及图4的石墨片鳍片以及插入板中，除了没有形成如图1以及图2的实施例所示的贯通孔11h、12h之外，与图1以及图2相同。
在图1以及图2中，通过使用螺栓13以及螺母14对贯通孔11h、12h进行贯通而对石墨片鳍片11以及插入板12进行挤压固定，但是在图3以及图4所分别图示的实施例中，包括结合到石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端的金属材料固定板16、17。
在图3以及图4中，石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端，是指与图1中标记为10a的面对应的面。
在图3的实施例中，固定板16通过如焊接等方式结合到石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端。除了焊接之外，还可以使用如金属间粘接剂等用于对金属与金属进行结合的公知的结合方式。
在图4的实施例中，在固定板17的两侧配备有翼部17a、17b，从而可以通过在将石墨片鳍片与插入板交替配置到翼部17a、17b之间之后强行嵌入结合的方式将固定板17结合到石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端。为了强化固定板17与所述末端之间的热接触，在将热传导性优秀的物质接入到两者之间的状态下进行结合为宜。
在图3以及图4所图示的实施例中，金属材料的插入板12不仅位于石墨片鳍片11的高度方向z上的一端部，还位于另一端部，并与石墨片鳍片11交替配置。借此，可以通过提升散热器装置10的耐久性而使其更好地承受外部冲击，而且还可以使得石墨片鳍片11与插入板12更加有效地彼此贴紧。
但是，插入板12可以仅位于石墨片鳍片11的高度方向z上的一端部(例如，高度方向z上的下侧)，而在另一端部(例如，高度方向z上的上侧)只有石墨片鳍片11存在。在如上所述的情况下，固定板16、17也可以仅安装在高度方向z上的一端部(例如，高度方向z上的下侧)，而不安装在另一端部(例如，高度方向z上的上侧)。
在图3以及图4所图示的实施例中，固定板16、17的热膨胀率小于插入板的热膨胀率。在使用高温板16、17的散热器装置变成高温状态时，将在深度方向y上发生膨胀，而因为固定板16、17的热膨胀率小于插入板的热膨胀率，因此插入板的膨胀率会相对较大，但是实际上却会因为受到固定板16、1714的限制而无法发生膨胀，从而最终达成强化作用于石墨片鳍片与插入板之间的边界面上的挤压力的结果。借此，在温度升高时挤压力也会急速增加，而且石墨片鳍片与插入板之间的接触热阻也将接近于0，从而消除在边界面上的热瓶颈现象。
在对本公开的实施例进行说明时所使用的各种表达方式(如术语以及视觉化图像等)只是为了帮助理解本发明而选择的。
此外，因为各种限制而仅通过有限数量的实施例对本公开进行了说明，但是具有相关技术领域之一般知识的人员将可以以所说明的实施例为基础在本公开的技术思想的范围内创作出无数新的实施例。
因此，本公开的权利要求范围并不限定于在“发明的说明”以及“附图”中所介绍的一部分表达方式，而是应该以整个说明书乃至于本公开的源头性的技术思想为基础做出宽泛的解释。

Claims (4)

1.一种使用石墨片作为鳍片的散热器装置，包括：
石墨片鳍片，在高度方向以及宽度方向上具有特定的长度，而且在深度方向上相距特定的间隔平行排列；金属材料插入板，位于所述石墨片鳍片的高度方向上的一端部，与石墨片鳍片交替配置；以及，固定组件，将所述石墨片鳍片以及所述插入板以交替配置的状态进行挤压固定。
2.根据权利要求1所述的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，还包括：
金属材料插入板，位于所述石墨片鳍片的高度方向上的另一端部，与石墨片鳍片交替配置。
3.根据权利要求1所述的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，
所述固定组件，包括：金属材料螺栓，贯通在所述石墨片鳍片与所述插入板的长度方向上的对应位置形成的贯通孔；以及，螺母，固定到所述螺栓上；所述螺栓的热膨胀率小于所述插入板的热膨胀率。
4.根据权利要求1所述的使用石墨片作为鳍片的散热器装置，还包括：
所述固定组件，包括：金属材料固定板，结合到石墨片鳍片与插入板的高度方向上的一端部的末端；所述固定板的热膨胀率小于所述插入板的热膨胀率。
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