CN117950471B - 一种风冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风冷散热器,包括导热端、蒸发端、多个冷凝端和散热端,导热端包括下壳体和气化层,蒸发端包括上壳体和第一腔体,冷凝端包括第二腔体,第二腔体与第一腔体相通,散热端包括多个散热片,通过增加气化层,将芯片上的热量快速传递到导热端,通过冷凝端的结构设计,使得第一腔体和多个第二腔体相通,大幅度增加第二腔体的散热体积,结合气化层、第一导热层、第一蒸发层和多个第一冷凝层形成的毛细结构回路,在蒸发端和冷凝端应用相变传热的原理,将芯片上的热量高效扩散,使散热器的传热效率高,均温性好,大幅度提高风冷散热器的热功耗。
Description
技术领域
本发明涉及散热器技术领域,尤其涉及一种风冷散热器。
背景技术
芯片热功耗通常是在最大负荷下,芯片能够释放的热量,芯片热功耗越大,表示单位时间产生的热量越大,而散热系统必须要设计相应的散热器,驱散在最高符合性的热量。
均温板是快速导热元件,现有的均温板和热管,利用毛细结构吸水原理,均温板和热管的内部烧结铜网或者铜粉形成毛细结构,风冷散热器主要通过均温板和热管将芯片上的热量快速传递到散热片上进行散热,每一组热管都类似U型管的连通方式连接在均温板上,每一组热管的内部形成回路进行散热,现阶段风冷散热器的极限为700W~800W,而随着科技发展单颗芯片的热功耗已经突破1000W,现有的风冷散热器已经无法满足散热需求,并且现有的风冷散热器对毛细结构吸水率要求较高,一般要求吸水率90%以上,这使得风冷散热器的良品率不高,成本高昂。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种风冷散热器,通过增加气化层,将芯片上的热量快速传递到导热端,通过冷凝端的结构设计,使得第一腔体和多个第二腔体相通,大幅度增加第二腔体的散热体积,同时,通过气化层、第一导热层、第一蒸发层和多个第一冷凝层形成的毛细结构回路,在蒸发端和冷凝端应用相变传热的原理,将芯片上的热量高效扩散,使散热器的传热效率高,均温性好,大幅度提高风冷散热器的热功耗。
为实现上述目的,本发明提供了一种风冷散热器,包括导热端、蒸发端、多个冷凝端和散热端,
所述导热端包括下壳体,所述下壳体上设有内陷区域,所述内陷区域内设有用于为热源降温的气化层,所述气化层的上表面与所述下壳体的内壁上表面相平,所述下壳体的内表面上设有第一导热层,
所述蒸发端包括上壳体,所述上壳体的内表面上设有第一蒸发层,所述上壳体与所述下壳体固定连接成第一腔体,所述第一腔体的一侧设有与第一腔体相通的注液管,所述第一腔体内还包括液态水,所述液态水的体积为所述第一腔体容积的1/10-1/3,
所述冷凝端包括左壳体和右壳体,所述左壳体和右壳体固定连接成一个开口朝下的第二腔体,所述左、右壳体的内壁上皆设有第一冷凝层,多个所述冷凝端分布于所述上壳体上,多个所述第二腔体与所述第一腔体相通,
所述散热端包括多个散热片,所述散热片依次固定连接在所述冷凝端的外部,且与所述上壳体的上表面相平行,
多个所述第一冷凝层通过所述第一蒸发层与所述第一导热层、气化层连接形成回路。
优选的,所述第二腔体设有矩形截面结构,所述第一冷凝层还包括导向装置,所述导向装置包括依次连接的第一导向段和第二导向段,所述第一导向段为由下至上的方向延伸并向内收敛的结构;所述第二导向段为由下至上的方向延伸并向外扩张的结构。
优选的,所述第一导向段和第二导向段的厚度为左壳体厚度的1.3-2倍。
优选的,所述第一导热层、第一蒸发层和第一冷凝层具有由波浪形铜网烧结而成的毛细结构,设有波浪形截面结构,铜网密度为50-600目,毛细结构的吸水率为70%以上。
优选的,所述导热端还包括位于第一导热层上方的第二导热层,所述蒸发端还包括位于第一蒸发层下方的第二蒸发层,所述第二导热层和第二蒸发层为铜粉烧结而成的毛细结构,其吸水率为75%以上。
优选的,所述第一冷凝层上还设有第二冷凝层,所述第二冷凝层为铜粉烧结而成的毛细结构,多个所述第二冷凝层通过所述第二蒸发层与所述第二导热层连接形成回路。
优选的,所述散热器还包括多个铜柱,所述铜柱的上端与所述上壳体固定连接,所述铜柱的下端与所述下壳体固定连接。
优选的,所述铜柱的外表面上设有由铜粉烧结而成的第三导热层。
优选的,所述下壳体上还设有相互错开分布的多个支撑柱,所述支撑柱的上端与所述上壳体固定连接,下端与下壳体的内陷区域固定连接,所述支撑柱的外表面上设有由铜粉烧结而成的毛细结构。
优选的,所述散热器还包括连接组件,所述连接组件设有L型截面结构的第一连接端和第二连接端,所述连接组件焊接在所述上壳体和所述冷凝端的连接处。
本发明的有益效果是:本发明提供的风冷散热器能够快速降低芯片的温度,芯片上的热量通过气化层快速扩散到导热端,第一腔体和第二腔体在接近真空状态下,液态水在蒸发端由液态水相变为水蒸气,蒸发端在相变过程中吸收热量,继续降低芯片的温度,随着水蒸气不断上升到冷凝端,第二腔体压力变大,水蒸气相变为液态水,即冷凝端在相变过程中放出热量,与冷凝端接触的散热片将热量释放出去,而在毛细作用和重力作用下,液态水会重新顺着第一冷凝层回到蒸发端,最终回到导热端,完成液态水的循环,实现芯片的快速、均衡散热,通过气化层和增大第二腔体空间相结合,大幅度提高风冷散热器的热功耗。
附图说明
附图示出了本发明的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本发明的原理,其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1为实施例中风冷散热器的结构示意图;
图2为实施例中风冷散热器的仰视图;
图3为图2中A-A方向的剖面示意图;
图4为图2中B-B方向的剖面示意图;
图5为图3中C处上壳体与冷凝端焊接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例:请参阅图1至图5,本实施例包括:
一种风冷散热器,包括导热端、蒸发端、多个冷凝端和散热端,
导热端包括下壳体2,下壳体2上设有内陷区域7,内陷区域7内设有用于为热源降温的气化层71,气化层71的上表面与下壳体2的内壁上表面相平,下壳体2的内表面上设有第一导热层21,
蒸发端包括上壳体1,上壳体1的内表面上设有第一蒸发层11,上壳体1与下壳体2固定连接成第一腔体5,第一腔体5的一侧设有与第一腔体5相通的注液管6,第一腔体5内还包括液态水,液态水的体积为第一腔体5容积的1/10-1/3,
冷凝端包括左壳体31和右壳体32,左壳体31和右壳体32固定连接成一个开口朝下的第二腔体33,左壳体31、右壳体32的内壁上设有第一冷凝层34,多个冷凝端分布于上壳体1上,多个第二腔体33与第一腔体5相通,
散热端包括多个散热片4,散热片4依次固定连接在冷凝端的外部,且与上壳体1的上表面相平行,
多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路。
简言之,下壳体2、气化层71和第一导热层21组成导热端,第一蒸发层11、上壳体1形成蒸发端,左壳体31、右壳体32和第一冷凝层34形成冷凝端,散热片4构成散热端。
常温状态下:第一腔体5与多个第二腔体33形成封闭的空腔腔体,通过注液管6将空腔腔体内部抽真空后,空腔腔体处于真空状态,第一腔体5抽真空后再经由注液管6注入液态水,注液管6的注液端注液后进行焊接密封,此时,第一腔体5与多个第二腔体33形成封闭的空腔腔体处于真空状态,多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路,本实施例中,第一导热层21、第一蒸发层11和多个第一冷凝层34皆为铜网烧结形成的毛细结构,本实施例中,冷凝端有6个,按照实际热功耗的需求,及芯片处空间的大小,冷凝端的数量可以进行增减,冷凝端的分布方式也可以进行调整,也可以圆周分布。
本实施例中,风冷散热器的制作过程包括:
S1,通过内陷区域7的模具冲压下壳体2获得具有内陷区域7的下壳体2,并且在内陷区域7的内部烧结铜粉,形成气化层71,气化层71的上方与上壳体1的上内壁相平,当然,气化层71也可以是铜网烧结而成的毛细结构,
S2,将上壳体1上冲压出与冷凝端相适配的方形通孔,
S3,将制作成波浪形截面的单层铜网多层叠加后,裁切成与上壳体1、下壳体2、左壳体31和右壳体32相适配的尺寸,并相应的高温焊接在上述壳体的内部,依次得到第一蒸发层11、第一导热层21,第一冷凝层34,
最终使得第一蒸发层11多出上壳体1的边缘0.2-0.3毫米,
第一导热层21多出下壳体2的边缘0.2-0.3毫米,
第一冷凝层34多出左壳体31和右壳体32的边缘0.2-0.3毫米,
铜网根据实际需求选择50-600目不同规格的铜网,本实施例中铜网选择100目左右,烧结而成的第一蒸发层11、第一导热层21,第一冷凝层34为毛细结构,吸水率70%以上即可,
S4,分别在第一蒸发层11、第一导热层21,第一冷凝层34上焊接铜粉,依次获得第二蒸发层12、第二导热层22,第二冷凝层35;
本实施例中第二蒸发层12、第二导热层22,第二冷凝层35为铜粉烧结的毛细结构,吸水率75%以上,
S5,散热器还包括多个铜柱8,铜柱8的上端与上壳体1固定连接,铜柱8的下端与下壳体2固定连接,第一腔体5内壁高度为3-10mm,本实施例中,第一腔体5内壁高度为3mm,铜柱8的外表面烧结铜粉后,截切3mm高度后,放入上壳体1和下壳体2之间,将上壳体1与下壳体2扩散焊焊接在一起,同时将第一蒸发层11、第一导热层21也首尾焊接在一起,获得第一腔体5,第一腔体5与注液管6相通,
S6,将左壳体31与右壳体32高温焊接,焊接温度800-1000度为高温焊接,同时焊接左壳体31与右壳体32上的第一冷凝层34,获得第二腔体33,此时的冷凝端为开口朝下的壳体结构,
S7,将S6获得的冷凝端焊接在S2的方形通孔上,使第一腔体5和第二腔体33相通,且只有注液管6与外界相通,此时,多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路,
S8,多个第二冷凝层35通过第二蒸发层12与第二导热层22焊接连接形成回路,
S9,通过注液管6将第一腔体5和第二腔体33抽真空,由于技术限制,现阶段只能尽可能抽真空,不可能达到绝对真空状态,第一腔体5和第二腔体33为0.3个大气压以内时,则认为处于真空状态。本实施例中第一腔体5和第二腔体33内为0.2个大气压,
S10,第一腔体5与多个第二腔体33形成封闭的空腔腔体,通过注液管6将空腔腔体内部抽真空后,空腔腔体处于真空状态,第一腔体5抽真空后再经由注液管6注入液态水,注液管6的注液端注液后进行焊接密封,完成散热器的制作。
注液量为第一腔体5容积的1/10-1/3,本实施例中,液态水的量为第一腔体5容积的1/5,由于,气化层71、第一导热层21、第一蒸发层11和多个第一冷凝层34皆为铜网烧结形成的毛细结构,多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路,利用毛细结构吸水原理,液体水在注入的瞬间,先被第一导热层21、气化层71、第一蒸发层11的回路吸收,根据注液量的多少,再被第一冷凝层34吸收,注液量较大时,多余的液态水存于第一腔体5内。本实施例中多个第二冷凝层35通过第二蒸发层12与第二导热层22连接形成回路,因此,液体水在注入的瞬间,被第一导热层21、气化层71、第二导热层22、第一蒸发层11、第二蒸发层12、第一冷凝层34和第二冷凝层35的回路吸收,多余的液态水存于第一腔体5内。
芯片位于下壳体2的内陷区域7相对应的下方,也就是位于气化层71相对应的下壳体2的下方,芯片发热过程中,芯片相当于热源,芯片工作的过程中,不断产品热量,热量通过内陷区域7传递到气化层71,气化层71迅速将热量传导给第一导热层21,由于,气化层71、第一导热层21、第一蒸发层11和多个第一冷凝层34皆为铜网烧结形成的毛细结构,多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路,由于第一腔体5处于真空状态,芯片传递过来的热量,气化层71、第一导热层21、第一蒸发层11和多个第一冷凝层34毛细回路中的吸收的水相变成水蒸气,同时吸收热量,即在蒸发端在相变过程中吸收热量,水蒸气不断的朝上蒸发,第一腔体5和第二腔体33内的压力变大,在压力的作用下,温度高的水蒸气(带着芯片的热量)不断通过第一导热层21、第一蒸发层11向第一冷凝层34流去,冷凝端将热量传递给散热片4,散热片4将热量快速散热出去,水蒸气流到冷凝端后会冷凝成液态水,同时放出大量热量,即在冷凝端的相变过程中放出热量,热量通过散热片4散热出去,随后,在毛细作用和重力作用下,液态水会重新顺着第一冷凝层34回到蒸发端,最终回到导热端,顺着第一蒸发层11最终回到第一导热层21,形成液态水的循环,完成芯片的散热降温。
即芯片上的热量通过气化层71快速扩散到导热端,接近真空状态下,即使芯片上有很少的热量传递过来,都足以使液态水在蒸发端由液态水相变为水蒸气,蒸发端在相变过程中吸收热量,继续降低芯片的温度,水蒸气不断上升到冷凝端,水蒸气相变为液态水,即冷凝端在相变过程中放出热量,与冷凝端接触的散热片4将热量释放出去,而在毛细作用和重力作用下,液态水会重新顺着第一冷凝层34回到蒸发端,最终回到导热端,完成液态水的循环,实现芯片的散热。
本实施例中,下壳体2、气化层71、第一导热层21和第二导热层22组成导热端,第一蒸发层11、第二蒸发层12和上壳体1形成蒸发端,左壳体31、右壳体32和第一冷凝层34形成冷凝端;多个第一冷凝层34通过第一蒸发层11与第一导热层21、气化层71连接形成回路,如图4所示,该回路顺序是:气化层71、第一导热层21、第一蒸发层11、左壳体31的第一冷凝层34、右壳体32的第一冷凝层34、第一蒸发层11、另一左壳体31的第一冷凝层34、另一右壳体32的第一冷凝层34、第一蒸发层11……第一导热层21、气化层71,第二蒸发层12、第二导热层22、第二冷凝层35皆为铜粉烧结而成的毛细结构,且多个第二冷凝层35通过第二蒸发层12与第二导热层22连接形成回路;如图4所示,该回路顺序是:第二导热层22、第二蒸发层12、左壳体31的第二冷凝层35、右壳体32的第二冷凝层35、第二蒸发层12、另一左壳体31的第二冷凝层35、另一右壳体32的第二冷凝层35、第二蒸发层12……第二导热层22,冷凝端的第二腔体33空间比传统热管大很多,散热更加高效,众所知周,在常温常压情况下,100℃的水变化到100℃的水蒸气,从液体变化到气体,需要吸收热量,100℃的水蒸气变化到100℃的水,从气体变化到液体,需要放出热量。由于芯片体积较小,因此,内陷区域7面积较小,一般边长5毫米以内,气化层71的作用,可以快速将芯片的热量传递给与之相接触的导热端,由于第一腔体5和第二腔体33相互连通且处于真空状态(接近真空状态),极少的热量便会使液态水相变成水蒸气,相变过程中会吸收热量,快速高效的吸收芯片上的热量,而随着水蒸气的上升,第二腔体33内的压力变大,不断上升的热的水蒸气遇到第一冷凝层34和第二冷凝层35,水蒸气会相变成液态水,放出热量,放出的热量通过冷凝端传递给散热片4,通过散热片4向外散热,而在毛细结构和重力的双重作用下,液态水朝下回流到导热端,再次循环不断将芯片上的热量扩散出去,从而达到驱散芯片产生的热量,为芯片降温的效果。
由于增加了气化层71,设计新的冷凝端结构来替代传统热管,气化层71和毛细结构回路共同作用,通过大幅度增加第二腔体33的散热体积,将芯片上的热量集中高效的传递出去,散热效率更加高效。由于第二腔体33体积比传统热管体积大很多,取缔了传统的热管回路,使得散热效果更好,散热更加均匀,本实施例中的风冷散热器,体积不增加的情况下,热功耗可以突破1000W,远高于现阶段的风冷散热器。
本实施例中,由于将铜网设置成波浪形截面,焊接后的第一蒸发层11、第一导热层21和多个第一冷凝层34也具有波浪形截面结构,在其吸水率70%以上即可,远小于现有风冷散热器对毛细结构吸水率的要求,现阶段毛细结构吸水率一般要达到90%以上才算良品,这使得制造的良品率一直很低,制造成本高昂。波浪形截面的毛细结构,不仅可以大幅度降低吸水率,还可以有效增加壳体承受的压力,液态水相变成水蒸气之后,第一腔体5和第二腔体33内的压力增大,而上壳体1、下壳体2、左壳体31和右壳体32的厚度一般在0.3-1.2mm,第一导热层21、第一蒸发层11和第一冷凝层34厚度与相对应壳体厚度的0.3-1之间,壳体对压力比较敏感,而将毛细结构设计成波浪形截面结构,有效支撑壳体的作用,增加壳体承受的压力。
本实施例中,如图3、4所示,第二腔体33设有矩形截面结构,第一冷凝层34还包括导向装置,导向装置包括依次连接的第一导向段341和第二导向段342,第一导向段341为由下至上的方向延伸并向内收敛的结构;第二导向段342为由下至上的方向延伸并向外扩张的结构,第一导向段341和第二导向段342的厚度为左壳体31厚度的1.3-2倍,为了使散热器的散热更加均匀高效,将冷凝端设计成具有矩形截面结构的中空壳体,大幅度增加第二腔体33的内部空间,内部压力变化较大,对左壳体31、右壳体32压力的要求更多,因此,设计导向装置,使液态水朝上相变成水蒸气的过程中,增加散热面积(空间)的同时,缓解左壳体31、右壳体32对压力的冲击,防止左壳体31、右壳体32受压变形。同样的,下壳体2上还设有相互错开分布的多个支撑柱23,支撑柱23的上端与上壳体1固定连接,下端与下壳体2的内陷区域7固定连接,支撑柱23的外表面上设有由铜粉烧结而成的毛细结构,也是通过支撑柱23,支撑第一腔体5的上壳体1和下壳体2,保护第一腔体5,降低内部压力增大对上壳体1、下壳体2的冲击,同时,支撑柱23外表面的毛细结构,也可以快速将导热端的热量向上扩散。
散热器还包括多个铜柱8,铜柱8的上端与上壳体1固定连接,下端与下壳体2固定连接,铜柱8的外表面上设有由铜粉烧结而成的第三导热层,铜柱8与支撑柱23作用相同,起到支撑作用的同时,也能够更快速更均匀的将芯片上的热量快速朝上扩散。
如图5所示,散热器还包括连接组件9,连接组件9设有L型截面结构的第一连接端和第二连接端,连接组件9焊接在上壳体1和冷凝端的连接处,随着散热器的使用,液态水和水蒸气之间会不断的循环往复,第一腔体5和第二腔体33中的压力也会不断的增加回复,冷凝端和上壳体1在焊接连接,长时间使用会增加焊接处漏水的风险,增加连接组件9,L型截面结构的第一连接端与上壳体1的槽体四周焊接连接,L型截面结构的第二连接端与左壳体31、右壳体32固定焊接,降低焊接处漏水的风险,提高散热器的使用寿命。
本发明提供的散热器快速降低芯片的温度,芯片上的热量通过气化层快速扩散到导热端,第一腔体和第二腔体在接近真空状态下,液态水在蒸发端由液态水相变为水蒸气,蒸发端在相变过程中吸收热量,继续降低芯片的温度,随着水蒸气不断上升到冷凝端,第二腔体内压力增加,水蒸气相变为液态水,即冷凝端在相变过程中放出热量,与冷凝端接触的散热片将热量释放出去,而在毛细作用和重力作用下,液态水会重新顺着第一冷凝层回到蒸发端,最终回到导热端,完成液态水的循环,实现芯片的散热,通过气化层和增大第二腔体空间相结合,大幅度提高风冷散热器的热功耗,同时,将铜网设置成波浪形截面,第一蒸发层、第一导热层和第一冷凝层也具有波浪形截面结构,在其吸水率70%以上即可,远小于现有风冷散热器对毛细结构吸水率90%以上的要求,提高制造的良品率,降低制造成本。
综上所述,本发明提供的风冷散热器,通过增加气化层,将芯片上的热量快速传递到导热端,通过冷凝端的结构设计,大幅度增加第二腔体的散热体积,在蒸发端和冷凝端应用相变传热的原理,将芯片上的热量高效扩散、均匀温度分布,使散热器的传热效率高,均温性好,大幅度提高风冷散热器的热功耗。
本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明,而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种风冷散热器,其特征在于:包括导热端、蒸发端、多个冷凝端和散热端,
所述导热端包括下壳体,所述下壳体上设有内陷区域,所述内陷区域内设有用于为热源降温的气化层,所述气化层的上表面与所述下壳体的内壁上表面相平,所述下壳体的内表面上设有第一导热层,
所述蒸发端包括上壳体,所述上壳体的内表面上设有第一蒸发层,所述上壳体与所述下壳体固定连接成第一腔体,所述第一腔体的一侧设有与所述第一腔体相通的注液管,所述第一腔体内还包括液态水,所述液态水的体积为所述第一腔体容积的1/10-1/3,
所述冷凝端包括左壳体和右壳体,所述左壳体和右壳体固定连接成一个开口朝下的第二腔体,所述左、右壳体的内壁上皆设有第一冷凝层,多个所述冷凝端分布于所述上壳体上,多个所述第二腔体与所述第一腔体相通,
所述散热端包括多个散热片,所述散热片依次固定连接在所述冷凝端的外部,且与所述上壳体的上表面相平行,
多个所述第一冷凝层通过所述第一蒸发层与所述第一导热层、气化层连接形成回路。
2.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述第二腔体设有矩形截面结构,所述第一冷凝层还包括导向装置,所述导向装置包括依次连接的第一导向段和第二导向段,所述第一导向段为由下至上的方向延伸并向内收敛的结构;所述第二导向段为由下至上的方向延伸并向外扩张的结构。
3.根据权利要求2所述的风冷散热器,其特征在于:所述第一导向段和第二导向段的厚度为左壳体厚度的1.3-2倍。
4.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述第一导热层、第一蒸发层和第一冷凝层具有由波浪形铜网烧结而成的毛细结构,设有波浪形截面结构,铜网密度为50-600目,毛细结构的吸水率为70%以上。
5.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述导热端还包括位于第一导热层上方的第二导热层,所述蒸发端还包括位于第一蒸发层下方的第二蒸发层,所述第二导热层和第二蒸发层为铜粉烧结而成的毛细结构,其吸水率为75%以上。
6.根据权利要求5所述的风冷散热器,其特征在于:所述第一冷凝层上还设有第二冷凝层,所述第二冷凝层为铜粉烧结而成的毛细结构,
多个所述第二冷凝层通过所述第二蒸发层与所述第二导热层连接形成回路。
7.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述散热器还包括多个铜柱,所述铜柱的上端与所述上壳体固定连接,所述铜柱的下端与所述下壳体固定连接。
8.根据权利要求7所述的风冷散热器,其特征在于:所述铜柱的外表面上设有由铜粉烧结而成的第三导热层。
9.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述下壳体上还设有相互错开分布的多个支撑柱,所述支撑柱的上端与所述上壳体固定连接,下端与下壳体的内陷区域固定连接,所述支撑柱的外表面上设有由铜粉烧结而成的毛细结构。
10.根据权利要求1所述的风冷散热器,其特征在于:所述散热器还包括连接组件,所述连接组件设有L型截面结构的第一连接端和第二连接端,所述连接组件焊接在所述上壳体和所述冷凝端的连接处。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106197104A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-12-07 | 广州共铸科技股份有限公司 | 三维立体热超导均温散热体及其制备方法 |
CN106550588A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 淳铭散热科技股份有限公司 | 液冷散热系统 |
WO2020029516A1 (zh) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 青岛理工大学 | 一种薄壳式换热器、地铁废热源热泵系统及方法 |
CN111326822A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 西安交通大学 | 一种相变冷却系统及其工作方法 |
CN114245687A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-25 | 北京微焓科技有限公司 | 蒸发器、冷凝器及环路热管 |
CN115493436A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-20 | 维沃移动通信有限公司 | 蒸发器、散热装置及电子设备 |
CN218918850U (zh) * | 2022-11-08 | 2023-04-25 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种具高效散热封装的积体电路元件 |
CN117276215A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-12-22 | 浙江嘉熙科技股份有限公司 | 一种3d相变散热器及其制作方法 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106197104A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-12-07 | 广州共铸科技股份有限公司 | 三维立体热超导均温散热体及其制备方法 |
CN106550588A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 淳铭散热科技股份有限公司 | 液冷散热系统 |
WO2020029516A1 (zh) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 青岛理工大学 | 一种薄壳式换热器、地铁废热源热泵系统及方法 |
CN111326822A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 西安交通大学 | 一种相变冷却系统及其工作方法 |
CN114245687A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-25 | 北京微焓科技有限公司 | 蒸发器、冷凝器及环路热管 |
CN115493436A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-20 | 维沃移动通信有限公司 | 蒸发器、散热装置及电子设备 |
CN218918850U (zh) * | 2022-11-08 | 2023-04-25 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种具高效散热封装的积体电路元件 |
CN117276215A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-12-22 | 浙江嘉熙科技股份有限公司 | 一种3d相变散热器及其制作方法 |
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