CN1459853A - 散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器 - Google Patents
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Abstract
一种能够散发半导体温差电器件高热流密度大功率热量的而使自身保持均低温升的金属一体化散热器，根据热管走向可形成热管垂直水平曲折型或平行水平曲折型及其简化的穿管型各种形式的翅片栅排，根据母板位置可形成母板中间位或偏端位，由此构成各种类型的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，可应用在家用半导体电子冷源冰箱与制冰机中。
Description
本发明涉及一种散发半导体温差电器件热量的散热装置，尤其是能够散发高热流密度大功率热量的而使自身保持均低温升的散热器。
目前，公知的挤压或切削成形的翅片平板型散热器无法与热管相结合，在散发半导体温差电器件高热流密度大功率热量时，由于翅片平板型散热器尽管采用铝或铜质良导热体材料，当做到足够大的散热面积时，因受到加工成形过程中，使得固体材料密度发生疏松，造成热导率降低或距离过长的制约，而使散热器在接近半导体温差电器件的部位温升高，远离之部位温升低，造成散热器自身形成温差，实际未达到均低温升，公知的热管散热器其主要功效是传热，利用工质蒸腾传热速度虽快，但自身尚未有充分的散热能力，因而在达到热平衡后，接近热源部位温升仍高，以上不能满足半导体温差电器件散发热量之要求。
本发明的目的是提供一种针对半导体温差电器件高热流密度大功率热量的特性，将良导热体高致密度的散热翅片、热管或穿管、母板相互焊接形成的金属一体化散热器，完全避免因材料密度变低所造成的不良影响，并充分利用散热翅片能排列组合形成最佳的散热面积与热管传热速度快两者相结合的优势，或利用散热翅片与穿管自由排列组合能形成足够大的散热面积的优势，加之母板位置处于直接接受热源的结构，最大限度地造成传热、散热同时高效率地在散热器整体上进行，不产生局部间明显的温差，使散热器整体达到均低温升，以适应半导体温差电器件散热特性的要求。
本发明的目的是这样实现的：一种由散热翅片、热管或穿管、母板作为三要素排列组合相互焊接形成的金属一体化散热器，其散热翅片是由高致密度铝或铜质薄板材料冲压形成的，翅片底部是呈长方形条状的底折面，散热翅片可平面状也可压轧出瓦楞状，以增加散热面积，在底折面上有拱门形热管通道，在翅片上有供热管或穿管穿行的装配圆孔，热管一部分伏在翅片底折面的热管通道内，一部分穿行在散热翅片的装配圆孔中，热管间曲折连接，热管首尾端由工质回流管连接，构成密封循环管路，若干散热翅片以一定间隔平行分布，由热管或穿管穿行在翅片上的装配圆孔中并排列组合起来，热管穿行线路根据散热器整体温升分布的需要来进行，其管路走向总趋势是伏在翅片底折面的部分要直接连接到散热器温升较低的部位，即工质受热蒸腾要把热量首先迅速地传递到散热器较远端的翅片群中，工质冷凝回流利用重力以加快循环速度，由此构成垂直水平曲折型与平行水平曲折型，如上述排列组合到外观为热管伏翅片底折面并曲折穿翅片的构成工质循环回路的长方体状的散热翅片栅排，将此栅排所有散热翅片底折面以及伏在其下的热管部分一并通过焊接在公共的高致密度的铝或铜质的母板上，母板位置根据半导体温差电器件的装配需要，可置于翅片栅排的中间，也可偏向一端，由此构成散热翅片、热管、母板金属一体化散热器，此外，也可仅用上下两根相互不连接的穿管将若干散热翅片穿在装配圆孔中，不构成密封曲折的工质循环管路，形成以一定间隔平行排列组合的长方体状的穿管型散热翅片栅排，将此栅排所有的散热翅片底折面一并通过焊接在公共的铝或铜质的母板上，由此构成散热翅片、穿管、母板金属一体化散热器，以上两者可构成各种类型并统称为散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，后者散热器可视为前者散热器在热管部分上的简化型，在母板金属一体化的一面为焊接面，其反面为接受半导体温差电器件热量的传导面，可直接以焊接或粘接的方式复合半导体温差电器件。
由于采用上述方案，使该散热器在整体上保持均低温升，可使半导体温差电器件最充分地形成温差，既可用风机辅助散热，也可不用风机，便可达到深度致冷的程度，可广泛地应用于家用半导体电子冷源的冰箱与制冰机中。
以下结合附图与实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明三要素示意。
图2为本发明第一个实施例热管垂直水平曲折型示意。
图3为本发明第二个实施例热管平行水平曲折型母板中间位示意。
图4为本发明第三个实施例热管平行水平曲折型母板偏端位示意。
图5为本发明第四个实施例热管简化为穿管型示意。
图中：1、散热翅片2、底折面3、瓦楞4、热管通道5、热管6、穿管7、装配圆孔8、回流管9、母板10、焊接面11、传导面12、翅片栅排
如图1所示本发明三要素：散热翅片(1)是由高致密度铝或铜质薄板材料通过冲压形成的，翅片底部是呈长方形条状的底折面(2)，散热翅片可平面状，也可压轧出瓦楞(3)状，以增加散热面积，在底折面上有拱门形热管通道(4)，在翅片上有供热管(5)或穿管(6)穿行的装配圆孔(7)，热管一部分伏在翅片底折面的热管通道内，一部分穿行在散热翅片的装配圆孔中，曲折连接起来并在其首尾端由工质回流管(8)连接，构成密封循环管路，热管穿行的方式详见下面第一、二实施例中的描述，将循环管路大部分去掉，仅剩上下两根贯穿管便构成热管的简化型，将高致密度矩形铝或铜质的母板(9)制备成一面为金属一体化焊接面(10)，供翅片群中众多底折面进行焊接，其反面为接受半导体温差电器件热量的传导面(11)，可直接以焊接或粘接的方式复合半导体温差电器件。
如图2所示本发明第一个实施例：将若干散热翅片(1)以一定间隔平行分布，由热管(5)穿行到散热翅片上的装配圆孔(7)中并排列组合起来，热管间曲折连接，当本发明以水平方式应用时，其穿行热管便垂直于水平面，热管穿行路线根据散热器整体温升分布的需要来进行，其管路走向总趋势是伏在翅片底折面(2)的部分要直接连接到散热器温升较低的部位，即工质受热蒸腾要把热量首先迅速地传递到散热器较远端的翅片群中，工质冷凝回流利用重力以加快循环速度，在热管首尾端由工质回流管(8)连接，构成密封循环管路，如此排列组合到外观为热管伏翅片底折面并垂直水平曲折穿翅片的构成工质循环回路的长方体状的散热翅片栅排(12)，将此栅排所有散热翅片底折面以及伏在其下的热管部分一并通过焊接在公共的铝或铜质的母板(9)上，便构成垂直水平曲折型的散热翅片、热管、母板金属一体化散热器。
如图3所示本发明第二个实施例：将若干散热翅片(1)以一定间隔平行分布，由热管(5)穿行到散热翅片上的装配圆孔(7)中并排列组合起来，热管间曲折连接，当本发明以垂直方式应用时，其穿行热管便平行于水平面，热管穿行路线根据散热器整体温升分布的需要来进行，其管路走向总趋势是伏在翅片底折面(2)的部分要直接连接到散热器温升较低的部位，即工质受热蒸腾要把热量首先迅速地传递到散热器较远端的翅片群中，工质冷凝回流利用重力以加快循环速度，在热管首尾端由工质回流管(8)连接，构成密封循环管路，如此排列组合到外观为热管伏翅片底折面并平行水平曲折穿翅片的构成工质循环回路的长方体状的散热翅片栅排(12)，将此栅排所有散热翅片底折面以及伏在其下的热管部分一并通过焊接在公共的铝或铜质的母板(9)上，母板位置位于翅片栅排中间，便构成平行水平曲折型母板中间位的散热翅片、热管、母板金属一体化散热器。
如图4所示本发明第三个实施例：该实施例雷同于第二个实施例，所不同处为母板(9)位置位于翅片栅排(12)一端，便构成平行水平曲折型母板偏端位的散热翅片、热管、母板金属一体化散热器。
如图5所示本发明第四个实施例：将若干散热翅片(1)以一定间隔平行分布，散热翅片均被压轧成瓦楞(3)状，不构成密封曲折工质循环管路，仅由上下两根穿管(6)穿行到众多的翅片上的装配圆孔(7)中，如此排列组合到外观为长方体状的穿管型散热翅片栅排(12)，将此栅排所有散热翅片底折面(2)一并通过焊接在公共的铝或铜质的母板(9)上，母板可中间位或偏端位，可视为第一、二、三实施例在热管上的简化型，由此构成散热翅片、穿管、母板金属一体化散热器。
Claims (7)
1、一种能够散发半导体温差电器件高热流密度大功率热量的而使自身保持均低温升的散热器，其特征是将散热翅片(1)、热管(5)或穿管(6)、母板(9)作为三要素排列组合相互焊接形成的金属一体化散热器，其散热翅片是由高致密度铝或铜质薄板材料冲压形成的，翅片底部是呈长方形条状的底折面(2)，散热翅片可平面状也可压轧出瓦楞(3)状，以增加散热面积，在底折面上有拱门形热管通道(4)，在翅片上有供热管或穿管穿行的装配圆孔(7)，热管一部分伏在翅片底折面的热管通道内，一部分穿行在散热翅片的装配圆孔中，热管间曲折连接，热管首尾端由工质回流管(8)连接，构成密封循环管路，若干散热翅片以一定间隔平行分布，由热管或穿管穿行在翅片上的装配圆孔中并排列组合起来，热管穿行路线根据散热器整体温升分布的需要来进行，其管路走向总趋势是伏在翅片底折面的部分要直接连接到散热器温升较低的部位，即工质受热蒸腾要把热量首先迅速地传递到散热器较远端的翅片群中，工质冷凝回流利用重力以加快循环速度，由此构成垂直水平曲折型与平行水平曲折型，如上述排列组合到外观为热管伏翅片底折面并曲折穿翅片的构成工质循环回路的长方体状的散热翅片栅排(12)，将此栅排所有散热翅片底折面以及伏在其下的热管部分一并通过焊接在公共的高致密度的铝或铜质的母板上，母板位置根据半导体温差电器件的装配需要，可置于翅片栅排的中间，也可偏向一端，由此构成散热翅片、热管、母板金属一体化散热器，此外，也可仅用上下两根相互不连接的穿管将若干散热翅片穿在装配圆孔中，不构成密封曲折的工质循环管路，形成以一定间隔平行排列组合的长方体状的穿管型散热翅片栅排，将此栅排所有的散热翅片底折面一并通过焊接在公共的铝或铜质的母板上，由此构成散热翅片、穿管、母板金属一体化散热器，以上两者可构成各种类型并统称为散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，后者散热器可视为前者散热器在热管部分上的简化型，在母板金属一体化的一面为焊接面(10)，其反面作为接受半导体温差电器件热量的传导面(11)，可直接以焊接或粘接的方式复合半导体温差电器件。
2、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是散热翅片(1)可平面状也可压轧出瓦楞(3)状，由此构成散热翅片为平面状的或为瓦楞状的各种类型的由三要素排列组合相互焊接形成的金属一体化散热器。
3、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是热管(5)一部分伏在散热翅片(1)底折面(2)的热管通道(4)内，一部分穿行在散热翅片的装配圆孔(7)中，热管间曲折连接，热管首尾端由工质回流管(8)连接，构成密封循环管路。
4、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是若干散热翅片(1)以一定间隔平行分布，由热管(5)穿行在翅片上的装配圆孔(7)中并排列组合起来构成垂直水平曲折型与平行水平曲折型散热翅片栅排(12)。
5、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是用上下两根相互不连接的穿管(6)将若干散热翅片(1)穿在装配圆孔(7)中，以一定间隔平行分布并排列组合起来构成的穿管型散热翅片栅排(12)。
6、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是母板(9)可置于散热翅片栅排(12)中间位或偏端位，将栅排所有散热翅片底折面以及伏在其下的热管部分或无热管部分一并焊接在母板的焊接面(10)上，由此构成各种类型的散热翅片、热管、母板金属一体化散热器与散热翅片、穿管、母板金属一体化散热器。
7、根据权利要求1所述的散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器，其特征是母板(9)的传导面(11)可直接以焊接或粘接的方式复合半导体温差电器件。
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