CN1909771A

CN1909771A - 散热装置

Info

Publication number: CN1909771A
Application number: CN 200510036370
Authority: CN
Inventors: 张俊毅
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-07

Abstract

本发明提供一种散热装置，包括一基座以及与所述基座相连的多个鳍片。所述基座具有一第一空腔，所述多个鳍片分别具有一第二空腔，所述多个鳍片的第二空腔分别与基座的第一空腔相互连通，使所述基座和所述多个鳍片构成一相互连通的中空密封腔体。所述中空密封腔体内填充有工作流体。本发明提供的散热装置将基座及多个鳍片分别设有相连通的空腔，具有均温性好、吸热量大、轻量化等特点，还可使热源产生的热量迅速地向外迁移，提高散热装置的热传效率。

Description

散热装置

【技术领域】

本发明是关于热传导领域，特别涉及一种散热装置。

【背景技术】

电子器件的散热冷却通常采用一散热装置。传统的散热装置是铝挤型散热片，该散热片制备工艺技术成熟，且铝金属材料本身较软，易于加工，成本低廉。但是，这种传统的散热装置仅仅采用金属热传导的方式进行散热，随着电子技术迅速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集及微型化，单位面积电子器件发热量剧增，使得传统的单纯地靠金属热传导的散热装置越来越不适应当前的散热需求。

为改变单纯金属散热方式，一种液冷循环系统被配合应用于金属材料的散热装置，通过将散热基座与一液冷循环系统相连通。该液冷循环系统包括一泵浦，一进液管及两出液管。在泵浦的驱动下，冷却液经过该进液管进入该散热基座吸收热量，再通过出液管分成两路流经散热鳍片进行冷却，冷却后的冷却液然后流回泵浦，从而完成一循环回路。通过该液冷循环系统配合散热装置可增加散热效果。也有对散热装置的表面结构进行处理的技术，尤其对散热鳍片的表面结构，通常在散热鳍片的表面形成微结构，以增大散热鳍片的散热面积，提高整个散热装置的散热效率。然而，形成这些微结构通常需要在制造散热装置时增加一制程，如采用蚀刻制程，这样就会增加制造复杂度，同时抬高了制造成本。

现有技术提供一种散热装置，其主要包括一基座及多个由该基座顶面向上凸伸的散热鳍片。该基座的底部是镂空形成一具有适当深度的凹室，且在凹室上方的顶壁上还开设有多个通孔，这些通孔是与该多个散热鳍片对应且延伸进入散鳍片内直到接近该鳍片的顶端处。该内填充有多孔性介质及容易产生相变化的工作流体，同时并利用一铝或铜等制成的金属板镶嵌或焊设在底层而实现密封。该散热装置的凹室中工作流体由于吸附在多孔性介质内，影响工作流体在凹室底部对热量的均匀吸收，并且，该散热装置密封后工作流体处于类似于大气环境下，从而降低了工作流体的蒸发量及其蒸汽在凹室及通孔内的传热速度，导致该散热装置的散热效率低下。

目前，散热装置中还有采用热管与散热装置相结合的形式，如现有技术公开一种具热管的散热装置，该装置上设有一散热鳍片组，该散热鳍片组上设有一个以上层叠在一起的散热鳍片，这些散热鳍片上设有相对且保持一定间距的穿孔，这些穿孔中穿设有一热管，该热管底部呈平直状，使热管底部可直接贴靠在芯片处理器上，以使其产生的热可直接透过热管底部传导至散热鳍片组上，进而达到快速散热的目的。然而，这种热管的底部平直热传导面积相对有限，不能提高整个散热装置的散热效率，而且，如此组合不仅增加制程复杂度，而且增加散热装置的重量，因而难以适应目前电子产品(如笔记本电脑)注重于轻量化的要求。

有鉴于此，提供一种轻量化、热阻小、散热效率高的散热装置实为必要。

【发明内容】

以下，将以实施例说明一种散热装置。

为实现上述内容，提供一种散热装置，其包括一基座以及与所述基座相连的多个鳍片。所述基座具有一第一空腔，所述多个鳍片分别具有一第二空腔，所述多个鳍片的第二空腔分别与基座的第一空腔相互连通，使所述基座和所述多个鳍片构成一相互连通的中空密封腔体。所述中空密封腔体内填充有工作流体。

所述基座可进一步包括一壳体、开设在所述壳体上且与多个鳍片相对的一开口以及与所述开口密封配合的盖体。

所述多个鳍片与基座的壳体为一体结构。

所述盖体采用下列材料：铝、铜、银或其合金。

所述基座的壳体和盖体的厚度范围为5毫米到100毫米。

所述基座还具有一导通所述第一空腔到外部的通孔以及与所述通孔相密封配合的密封体。

所述基座和多个鳍片采用导热性材料，所述导热性材料选自下列材料：铝、铜、银、铁、镍、钛或其合金。

所述工作流体包括导热性材料微粒以及纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷中一种或多种的混合液体。

所述多个鳍片分别具有一壳壁，所述壳壁的厚度范围为1毫米到10毫米。

所述多个鳍片的壳壁内表面形成有毛细结构。

所述中空密封腔体可进一步为低压密封腔体，其内部的压强低于散热装置外围环境的压强，以使所述工作流体处于低压状态。

相对于现有技术，本实施例提供的散热装置具有以下优点。一、利用低压密封的第一空腔作为散热装置的底部，其均温性好且可利用流体相变化的潜热快速吸收大量的热；二、基座的第一空腔以及多个鳍片的第二空腔相连通形成中空密封腔体，可有效地降低散热装置的热阻，而且工作流体分别在该两空腔内产生液、气相间的相变化，并在腔体内以气体分子方式传输热量，再结合鳍片式散热设计，可实现热量的迅速地向外迁移，提高散热装置的热传效率；三、整个散热装置为中空的壳体结构，其重量比一般实心的散热装置减轻许多，适合当前电子产品轻薄的要求。

【附图说明】

图1是本技术方案的实施例中散热装置结构示意图。

图2是本技术方案的实施例中散热装置实际应用时的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本技术方案作进一步详细说明。

请参阅图1，为本技术方案的实施例所提供的散热装置1，其包括：一基座10以及与所述基座10相连的多个鳍片20。其中该基座10具有一第一空腔12，该多个鳍片20分别具有一第二空腔22，该多个鳍片20的第二空腔22分别与基座10的第一空腔12相互连通，从而使得该基座10和该多个鳍片20构成一中空密封腔体30。该中空密封腔体30内充有工作流体40。

该基座10进一步包括一壳体11、开设在壳体11上且与多个鳍片20相对的一开口14以及与该开口14密封配合的盖体16。该基座10的壳体11以及盖体16可根据不同需求采用不同材料，通常采用导热性材料，例如铝、铜、银、铁、镍、钛或其合金。而且，盖体16一般与热源(图未示)直接或间接接触，因而，可采用高导热性材料，如铝、铜、银等金属或其合金。本实施例的盖体16采用一铜板，壳体11也采用铜制壳体。该壳体11和盖体16的厚度范围通常为5毫米到100毫米。

该基座10还设置有一导通该第一空腔12到外部的通孔17以及与该通孔17相密封配合的密封体18，该密封体18可为一孔盖或密封塞。通过该通孔17，可随时填充工作流体40到该中空密封腔体30内，并将该中空密封腔体30抽成一定真空，使其内部的压强低于外界环境的压强，然后用密封体18将其密封。

该多个鳍片20分别具有一壳壁21，鳍片20的第二孔腔22即由该壳壁21所围成。该壳壁21的厚度范围通常为1毫米到10毫米。该壳壁21的厚度与多个鳍片20的间距具有一定比例，以利于多个鳍片20散热，如可采用1∶2。

该多个鳍片20可采用导热性材料，例如铝、铜、银、铁、镍、钛或其合金。

每个鳍片20的壳壁21内表面还可形成有毛细结构，包括沟槽型、丝网型或烧结型毛细结构，通过在壳壁21上设置毛细结构，可增加工作流体回流效率，从而进一步提高散热装置1的散热效率。

另外，该多个鳍片20相互平行且均匀分布，鳍片20的形状可采用平板形或圆柱形，并可具有平折段或弯曲段。鳍片20的风道可采用平行风道或放射状排列的引导风道。当然，本实施例的鳍片20及其风道并不限于上述形状和结构，任何本技术领域所能联想到或结合现有技术所能直接推导出的形状和结构都在本技术方案的鳍片可采用之列。

该中空密封腔体30处于低压状态，一般保持在1.3×10^-1～1.3×10^-4Pa的低压。在这种低压下，工作流体40更容易挥发，因而，即使未处于工作状态，液态工作流体40和工作流体40的饱和蒸汽同样充满该中空密封腔体30。

该工作流体40可包括纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷等液体，也可在液体中添加导热材料微粒，如铜粉、纳米碳球或内部填充有纳米级铜粉的纳米碳球等，以增加工作流体40的导热性能。工作流体40的注入量依多个鳍片20散热功效和中空密封腔体容积而设定。

本实施例的散热装置1可采用现有的成型技术来制造，并可以采用一体成型、焊接或胶接等技术使将多个鳍片20与基座10的壳体11成为一体结构，然后，将盖体14熔接在一起形成一中空的腔体。

请参阅图2，散热装置1实际应用时，其可配合一风扇2，以加强对鳍片20的速冷却效果。当散热装置1工作时，首先，通过盖体16将热源3产生的热量传导至第一空腔12，该空腔12内的工作流体40受热蒸发，形成气态工作流体40并上升至鳍片20的第二空腔22中；然后，通过鳍片20的散热作用，或者配合其它冷却作用，如风扇，气态工作流体40在第二空腔22中冷凝成液态工作流体40；在重力的作用下，液态工作流体40顺着鳍片20的壳壁21回流到第一空腔12中，即完成一散热循环。当然，当鳍片20的壳壁21内表面形成有毛细结构时，在毛细结构的毛细吸力作用下，使液态工作流体40迅速流回第一空腔12内，可加快散热循环过程。

如上所述，本实施例提供的散热装置1具有以下优点，一、利用低压密封的第一空腔12作为散热装置1的底部，其均温性好且可利用流体相变化的潜热快速吸收大量的热；二、基座10的第一空腔12以及多个鳍片20的第二空腔22相连通形成中空密封腔体30，可有效地降低散热装置1的热阻，而且工作流体40分别在该两空腔内产生液、气相间的相变化，在腔体30内以气体分子方式传输热量，再结合鳍片式散热设计，可实现热量的迅速地向外迁移，提高散热装置1的热传效率；三、整个散热装置1为中空的壳体结构，其重量比一般实心的散热装置减轻许多，适合当前电子产品轻薄的要求。另外，由于本实施例中的工作流体40是处于低压环境下，使得液态工作流体40具有更高蒸发量，工作流体40的蒸汽流动更快，通常可高达声速，因而，在低压环境下，工作流体40可大幅提升散热装置1的热传导速度，藉以提高其散热效率。

以上所述仅为本技术方案的较佳实施方式，凡熟悉本案技艺的人士，依本案发明精神所作的等效修饰或变化，皆应包含在以下的专利权利要求内。

Claims

1.一种散热装置，其包括一基座以及与所述基座相连的多个鳍片，其特征在于：所述基座具有一第一空腔，所述多个鳍片分别具有一第二空腔，所述多个鳍片的第二空腔分别与基座的第一空腔相互连通，使所述基座和所述多个鳍片构成一相互连通的中空密封腔体，所述中空密封腔体内填充有工作流体。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于所述基座包括一壳体、一开设在所述壳体上且与多个鳍片相对的开口，以及与所述开口密封配合的盖体。

3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于所述多个鳍片与基座的壳体为一体结构。

4.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于所述盖体采用下列材料：铝、铜、银或其合金。

5.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于所述基座的壳体和盖体的厚度范围为5毫米到100毫米。

6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于所述基座具有一导通所述第一空腔到外部的通孔以及与所述通孔相密封配合的密封体。

7.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于所述基座和多个鳍片分别采用导热性材料制成。

8.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于所述工作流体包括导热性材料微粒以及纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷中一种或多种的混合液体。

9.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于所述多个鳍片分别具有一壳壁，所述壳壁的厚度范围为1毫米到10毫米。

10.如权利要求9所述的散热装置，其特征在于所述多个鳍片的壳壁内表面形成有毛细结构。

11.一种散热装置，其包括一基座以及与所述基座相连的多个鳍片，其特征在于：所述基座具有一第一空腔，所述多个鳍片分别具有一第二空腔，所述多个鳍片的第二空腔分别与基座的第一空腔相互连通，使所述基座和所述多个鳍片构成一相互连通的中空密封腔体，所述中空密封腔体内部的压强低于其外围环境的压强，并密封有工作流体。

12.如权利要求11所述的散热装置，其特征在于所述中空密封腔体内部的压强范围为1.3×10^-1～1.3×10^-4Pa。