CN1849051A - 用于电子装置的散热器设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电子装置的散热器设备。该散热器设备包括其中形成有入口和出口的主体。吸热流体流过多个通道。随着流入引导单元远离所述入口延伸，所述流入引导单元的横截面变窄，用于将基本相同量的吸热流体引导到所述通道的每个中。流出引导单元与所述流入引导单元基本相同地形成，用于将所述吸热流体从所述通道引导到所述出口。

Description

用于电子装置的散热器设备

本申请要求于2005年4月11日提交到韩国知识产权局的第10-2005-0029954号韩国专利的权益，该申请的全部内容通过引用公开于此。

                          技术领域

本发明涉及一种用于电子装置的散热器设备。更具体地讲，本发明涉及一种用于电子装置的可保持吸热流体流量均匀从而接触电子装置的表面的温度基本一致的散热器设备。

                          背景技术

通常，通信转发器的放大器或者音响装置的电子装置，或者例如中央处理器(CPU)、图形卡、电源和其它类似的电子装置的计算机电子装置，在操作的同时产生热量。

因为电子装置受它们周围环境的影响，所以这些电子装置需要在满足特定条件的环境中操作来完全展示它们的功能。电子装置在不同的环境因素中对热特别敏感。因此，如果电子装置过热，则它们会出现故障或者甚至会影响邻近的装置。

这就是为什么在很多电子装置中使用散热器，用于在电子装置操作的同时吸收和消散产生的热量并且冷却这些电子装置。

在第6253,835号和第5,099,311号美国专利中公开了散热器的例子。

图1是在第6,253,835号中公开的题为“Isothermal Heat Sink withConverging，Diverging Channel.”(“具有会聚、发散通道的等温散热器”)的美国专利的传统的散热器的视图。参照图1，散热器通过使用冷却剂流体吸收由集成电路组件产生的热量。冷却剂流体进入入口31，扩散到进气室(inletplenum)30，然后均匀地消散到多通道22。然后，冷却剂流体被送到出气室(outlet plenum)34然后通过出口35排出。

散热器的表面通过冷却剂在接触集成电路组件的散热器的表面上形成的多通道22流过而被冷却。为了将冷却剂均匀地消散到通道22中，通气室形成在通道22的底表面上，从而从入口31扩散到出口35的冷却剂在多通道22的每个通道中具有均匀的压力。

然而，进气室30和出气室34在第6,253,835号美国专利中形成在不同层。因此，需要添加单独的装置(即，通气室)以使冷却剂均匀地分布到除将被冷却的表面之外的散热器的其它部分，从而增加了散热器的重量。结果，散热器不能在紧凑的系统或者纤细的系统中使用。

在第5,099,311号公开的美国专利“Microchannel Heat Sink Assembly”(“微通道散热器组件”)具有多个微通道，用于冷却集成电路芯片的表面。在入口和出口上形成的槽被用作通气室，从而相同量的冷却剂流体可被提供到每个微通道。此外，用于使冷却剂流入和流出的歧管层(manifold layer)形成在微通道层的底表面，以将冷却剂均匀地分布到通道的每个中。

然而，微通道层和歧管层彼此直接连接，这增加了散热器的厚度。因此，微通道散热器组件不能被用在纤细的电子装置中。

因此，需要有一种改进的散热器，使基本相同流量的流体通过多个通道而基本不增加散热器的体积。

                          发明内容

本发明的实施例提供一种用于电子装置的散热器设备，所述散热器设备控制流入和流出多个通道的吸热流体的流量，而不需要其它结构，从而相同量的吸热流体流入所述多个通道中。

根据本发明实施例的一个方面，用于电子装置的散热器设备包括主体，主体中具有入口、出口和多个通道，吸热流体通过所述入口、出口和多个通道流动。随着流入引导单元远离所述入口延伸而流入引导单元的横截面变窄，用于将相同量的吸热流体引导到所述通道的每个中。流出引导单元，与所述流入引导单元基本相同地形成，用于将所述吸热流体从所述通道引导到所述出口。

以下将参照公开了优选示例性实施例的附图详细描述本发明，本发明的其它目的、优点和显著特征将会变得清楚。

                          附图说明

通过参照附图对本发明示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是在第6,253,835号美国专利中公开的传统的散热器的横截面的正视图；

图2是根据本发明第一示例性实施例的用于电子装置的散热器设备的横截面的正视图；

图3是沿着图2中的I-I’线剖开的图2的散热器设备的横截面的正视图；

图4是沿着图2中的II-II’线剖开的图2的散热器设备的横截面的正视图；

图5是解释在图2中示出的散热器设备的数学模型的示图；

图6是根据本发明第二示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图；

图7是根据本发明第三示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图；

图8是根据本发明第四示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图；

图9是解释图8的散热器设备的数学模型的示图；

图10是根据本发明第五示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图；

图11是根据本发明第六示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图；

在整个附图中，相同的标号将被理解为指示相同的部分、组成和结构。

                      具体实施方式

图2是根据本发明第一示例性实施例的用于电子装置(未显示)的散热器设备100的横截面的正视图。图3是沿着图2中的I-I’线剖开的散热器设备100的横截面的正视图。图4是沿着图2中的II-II’线剖开的散热器设备100的横截面的正视图。

参照图2，散热器设备100包括主体110、多个通道113、流入引导单元120和流出引导单元130。

吸入的流体进入主体110中并且吸收由电子装置产生的热量。主体110除了入口111和出口112之外被密封，吸热流体通过所述入口111和出口112流动。

多个通道113在主体110内部由多个通道壁114以预定间隔被隔开，从而吸热流体可流过通道113的每个。通道113水平地布置在流入引导单元120和流出引导单元130之间，并且可具有各种横截面，例如矩形或者圆形横截面。

形成在多个通道113的一侧，即形成在邻近入口111的位置的流入引导单元120将通过入口111进入的吸热流体引导到通道113的每个中。流入引导单元120包括流入引导板121。

随着流入引导板121逐渐远离入口111，即随着流入引导板121从入口111达到最远的通道113，流入引导板121具有向着通道113倾斜的表面。因此，流入引导单元120的横截面随着流入引导板121远离入口111延伸而变窄，如图3和图4所示。因此，通过入口111流入的相同量的吸热流体扩散到通道113的每个中。

形成在通道113的另一侧，即形成在邻近出口112位置的流出引导单元130引导通过通道113流动的吸热流体，以使其扩散到出口112。流出引导单元130包括流出引导板131。

与流入引导板121基本相同形状的流出引导板131与流入引导板121互补。流入引导单元120的最大的横截面在入口111邻近的端部，而流出引导单元130的最窄的横截面在与出口112相对的端部。因此，流入引导单元120和流出引导单元130的面积的总和对于所有通道113都相同。这样，相同流量的吸热流体流过通道113。

流出引导板131使相同流量的吸热流体沿着流入引导板121流过通道113。因此，流过通道113的每个的吸热流体吸收来自电子装置相同的热量，从而使电子装置在合适的温度下操作。

图5是解释在图2中示出的散热器设备100的数学模型的示图。

参照图5，D_p指示流入引导单元120的最大的直径，D_e指示流入引导单元120的最窄的宽度。如果n指示通道113的数量，那么

D_e＝D_p/n                                     ...(1)

此外，D_w指示通道壁114的厚度，D_c指示通道113的直径。如果流入引导板121倾斜，流入引导单元120的角度是θ，那么

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left[\frac{\mathrm{Dc}+\mathrm{Dw}}{\mathrm{De}}\right]---\left(2\right)$

例如，如果当使用等式1和等式2计算时，D_p＝3mm，D_c＝0.1mm，n＝30，并且D_w＝0.1mm，那么θ是63.5°。

图6是根据本发明第二示例性实施例的散热器设备的剖面图。

参照图6，与图2中相同的标号指示相同的元件。在根据第二示例性实施例的散热器设备中，随着流入引导板221逐渐远离入口111延伸，面对多个通道113的流入引导板221的表面从入口111朝着通道113是凸起的。因此，随着流入引导单元220远离入口111延伸而其横截面变窄。流出引导板231具有与流入引导板221基本相同的形状。因为流入引导板221和流出引导板231的作用分别就像根据本发明第一示例性实施例中的流入引导板121和流出引导板131一样，所以省略对它们的描述。

图7是根据本发明第三示例性实施例的散热器设备的剖面图。

与图2中相同的图7中的标号指示相同的元件。在根据第三示例性实施例的散热器设备中，随着流入引导板321远离入口111延伸，面对多个通道113的流入引导板321的表面从入口111朝着通道113是凹入的。因此，随着流入引导单元320远离入口111延伸，其横截面变窄。流出引导板331具有与流入引导板321基本相同的形状。因为流入引导板321和流出引导板331的作用分别就像根据本发明第一示例性实施例中的流入引导板121和流出引导板131一样，所以省略对它们的描述。

图8是根据本发明第四示例性实施例的散热器设备横截面的正视图。图9是解释图8的散热器设备的数学模型的示图。

参照图8和图9，根据第四示例性实施例的散热器设备除了不具有第一示例性实施例中的流入引导板121和流出引导板131，以及多个通道413的形状不同于第一示例性实施例中的多个通道113的形状之外，与第一示例性实施例的散热器设备100基本相似。与图1中相同的图8和图9中的标号表示相同的元件。

散热器设备包括主体110、多个通道413、流入引导单元420、流出引导单元430、入口111和出口112。

吸热流体通过入口111进入主体110中，吸收由电子装置(未显示)产生的热，然后经出口112从主体110中排出。

多个通道413在主体110中由多个通道壁414以预定间隔隔开，从而吸热流体可流过通道413的每个。通道413布置在流入引导单元420和流出引导单元430之间，并且可具有各种横截面，例如矩形或者圆形横截面。

通道413的第一端和流入引导单元420之间的距离朝着流入引导单元420的上端逐渐变小。即，随着流入引导单元420远离入口111延伸，其横截面变窄。

多个通道413的第一端形成斜线。图8的散热器的数学模型可使用等式1和等式2和图8获得。

此外，通道413的第二端和流出引导单元430之间的距离朝着流出引导单元430的下端逐渐变小。即，随着流出引导单元430远离出口112，其横截面变窄。

通道413的第二端形成基本与由通道413的第一端形成的斜线基本平行的斜线。

因此，由于流入引导单元420和流出引导单元430的区域分别变窄和变宽，所以经入口111流入的相同流量的吸热流体可流过多个通道413的每个。

因此，不需要使用本发明第一至第三示例性实施例的流入引导板121、221或者321或者流出引导板131、231或者331。

图10是根据本发明第五示例性实施例的散热器设备的横截面的正视图。

参照图10，与图9中示出的散热器设备相同的在根据第五示例性实施例的散热器设备中的标号表示相同的元件。多个通道的513第一端和流入引导单元520之间的距离朝着流入引导单元520的上端逐渐变小。即，随着流入引导单元520其远离入口111，其横截面变窄。此外，通道513的第二端和流出引导单元530之间的距离朝着流出引导单元530的下端逐渐变小。

多个通道513的第一端和第二端形成凸线，分别朝着流入引导单元520和流出引导单元530突出。由多个通道513的第一端和第二端形成的形状具有与图9中示出的多个通道413的第一端和第二端形成的形状相同的功能，因此省略对它们的描述。

图11是根据本发明第六示例性实施例的散热器设备的截面图。

参照图11，与图9中示出的散热器设备相同的在根据第五示例性实施例的散热器设备中的标号表示相同的元件。多个通道613第一端和流入引导单元620之间的距离朝着流入引导单元620的上端逐渐变小。即，随着流入引导单元620远离入口111，其横截面变窄。此外，通道613的第二端和流出引导单元630之间的距离朝着流出引导单元630的下端逐渐变小。

通道613的第一端和第二端形成凹线，分别朝着流入引导单元620和流出引导单元630凹入。由通道613的第一端和第二端形成的形状具有与图9中示出的通道413的第一端和第二端形成的形状相同的功能，因此省略对它们的描述。

根据第一至第六示例性实施例的散热器由具有高的热传导率的材料制成，最好由纯铜、黄铜、硬铝或者铝制成。吸收传递热量的吸热流体可是冷却剂，例如空气、液态氮、水或者例如碳氟化合物的流体。

如上所述，根据本发明示例性实施例的散热器设备具有多个通道，基本等量的吸热流体通过所述多个通道流过以通过与整个接触电子装置表面均匀地吸收热量。因此，由于散热器设备的体积没有增加，所以散热器设备可方便地被用在紧凑的电子装置中。

虽然已经参照本发明的示例性实施例对示例性实施例进行了详细说明和描述，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种形式和细节上的修改。

Claims (14)

1、一种用于电子装置的散热器设备，包括：

主体，其中形成有入口、出口和多个通道，吸热流体通过所述入口、出口和多个通道流动；

流入引导单元，随着其远离所述入口延伸，所述流入引导单元的横截面变窄，用于将基本相同量的吸热流体引导到所述通道的每个中；

流出引导单元，与所述流入引导单元基本相同地形成，用于将所述吸热流体从所述通道引导到所述出口。

2、如权利要求1所述的散热器设备，其中，所述流入引导单元包括流入引导板，随着所述流入引导板进一步远离所述入口延伸，所述流入引导板的表面面对所述多个通道并且朝着所述通道倾斜，从而所述流入引导板的横截面随着所述流入引导板远离所述入口延伸而变宽。

3、如权利要求1所述的散热器设备，其中，所述流入引导单元包括流入引导板，随着所述流入引导板进一步远离所述入口延伸，所述流入引导板的表面面对所述多个通道并且朝着所述通道弯曲，从而所述流入引导板的横截面随着流入引导板进一步远离所述入口延伸而变宽。

4、如权利要求3所述的散热器设备，其中，面对所述多个通道的所述流入引导板的表面是凸起的。

5、如权利要求3所述的散热器设备，其中，面对所述多个通道的所述流入引导板的表面是凹入的。

6、如权利要求1所述的散热器设备，其中，所述多个通道具有第一端和第二端，所述第一端和所述流入引导单元之间的距离随着进一步远离所述入口而变小。

7、如权利要求6所述的散热器设备，其中，所述第二端和所述流出引导单元之间的距离随着远离所述出口而变窄。

8、如权利要求7所述的散热器设备，其中，所述第一端和第二端形成分别远离所述入口和出口延伸的基本直的和平行的斜线。

9、如权利要求7所述的散热器设备，其中，所述第一端和第二端形成分别远离所述入口和所述出口延伸的凹入的曲线。

10、如权利要求7所述的散热器设备，其中，所述第一端和所述第二端形成分别远离所述入口和出口延伸的凸起的曲线。

11、一种用于电子装置的散热器设备，包括：

主体，其中形成有入口、出口和多个通道，吸热流体通过所述入口、出口和多个通道流动；

流入引导单元，用于将吸热流体引导到所述多个通道中；

流出引导单元，用于将所述吸热流体从所述多个通道引导到所述出口；

其中，将所述多个通道布置为随着所述多个通道远离所述入口和出口布置，分别朝着所述流入引导单元和流出引导单元更远地延伸，从而所述流入引导单元和流出引导单元的横截面随着流入引导单元和流出引导单元分别远离所述入口和出口延伸而变窄，从而允许基本相同量的吸热流体流动以流过所述多个通道的每个。

12、如权利要求11所述的散热器设备，其中，分别对应于所述流入引导单元和流出引导单元的所述多个通道的端部分别形成基本彼此平行的斜线。

13、如权利要求11所述的散热器设备，其中，分别对应于所述流入引导单元和流出引导单元的所述通道的端部分别形成凸起的曲线。

14、如权利要求11所述的散热器设备，其中，分别对应于所述流入引导单元和流出引导单元的所述通道的端部分别形成凹入的曲线。

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