CN200993961Y - 用于芯片冷却的热管铲 - Google Patents

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张铱洪
汤勇
潘敏强
陆龙生
万珍平
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Abstract

本实用新型公开了一种用于芯片冷却的热管铲，包括装有冷却工质且内部相互连通的蒸发端、隔热端和冷凝端，蒸发端为平板状，其隔热端和冷凝端为管状，蒸发端与隔热端通过具有轴向角度弯曲的弯曲端连接，弯曲端与蒸发端和隔热端光滑连接。与常规热管相比，热管铲的蒸发端针对大多数芯片的平面形状而设计成板状，提高了与芯片的接触面积，蒸发端与芯片直接紧密接触，接触热阻最小，提高了传热效率。与平板热管相比，热管铲的隔热端与冷凝端保持管状不变，并且从蒸发端到冷凝端轴向角度弯曲可依据芯片的形状和与热管铲结合使用的常规散热器的位置不同来设计，这样就可以采用插入的方式将热管铲与常规散热器相结合使用进而提高冷却效率。

Description

用于芯片冷却的热管铲
技术领域
本实用新型涉及电子冷却设备，具体涉及用于芯片冷却的热管铲。
背景技术
热管的概念自上世纪四十年代由美国俄亥俄州通用发动机公司的R.S.高格勒提出以来，在短短的几十年的时间里，得到了飞速的发展，其运用领域扩展到了动力工程，电子技术，热回收系统，金属切削加工，航空航天，通讯，医药卫生等领域，并且还在与日俱增。然而纵观当前的热管，虽然运用领域可以说是无所不及，但是就单个热管，特别是用于冷却芯片的热管而言，其使用范围还是比较狭隘的，尤其是能与传统的常规换热器结合使用并具有柔性的热管更是少之又少。
传统的常规管状热管在冷却芯片时由于不能与芯片直接完全接触而减弱了冷却效果。平板热管虽然能与芯片大面积接触，但由于自身形状所限，所以不能与常规散热器结合使用，因此在冷却高发热率芯片，特别是热源芯片时就不能起到理想的作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供适应性广、冷却效果好的用于芯片冷却的热管铲。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
一种用于芯片冷却的热管铲，包括装有冷却工质且内部相互连通的蒸发端、隔热端和冷凝端，蒸发端为平板状，其隔热端和冷凝端为管状，蒸发端与隔热端通过具有轴向角度弯曲的弯曲端连接，弯曲端与蒸发端和隔热端光滑连接。轴向角度的选择则要依据芯片的几何形状，热管铲与芯片的相互位置及与热管铲配合使用的常规换热器的结合方式而定，芯片的尺寸不同，热管铲与常规换热器的结合方式不同轴向角度就不同。
所述工质为水、乙醇或者水银。不同的工质有着不同的汽化潜热，导热率，表面张力及蒸汽压力，这就可以满足在不同的温度范围内运行以冷却不同的芯片。
本实用新型与现有技术相比，具如下优点和有益效果：
(1)与常规热管相比，热管铲的蒸发端针对大多数芯片的平面形状而设计成板状，一方面提高了与芯片的接触面积，即增大冷却面积，另一方面使蒸发端与芯片紧密接触，使两者组成一个整体，就可以使接触热阻最小，尽量提高传热效率。
(2)与平板热管相比，热管铲的隔热端与冷凝端保持管状不变，并且从蒸发端到冷凝端轴向角度弯曲可依据芯片的形状和与热管铲结合使用的常规散热器的位置不同来设计，这样就可以采用插入的方式将热管铲与常规散热器相结合使用进而提高冷却效率。
(3)热管铲的适用性强，可以根据使用环境和要求的不同而采用特定的工质，管芯及轴向角度。
附图说明
图1为实用新型热管铲整体结构示意图。
图2为图1B-B向剖视图。
图3为图1中热管铲蒸发端正视图。
图4为图1中热管铲蒸发端俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，热管铲整体由板状蒸发端1以及具有轴向角度弯曲的弯曲端2、隔热端3和冷凝端4组成。由铜材制备，其中壁厚5mm。弯曲端2的轴向弯曲角A的变化范围为0～90度，可依据被冷却芯片的尺寸和置于传统常规散热器中的具体位置而定。特别注意管壁在这一段的变化一定要平滑，不能出现尖角以免产生携带现象。隔热端3和冷凝端4保持管状，有利于液态工质回流到蒸发端1。如图2所示，隔热端3和冷凝端4的管芯采用丝网管芯6，管壁5为铜管，丝网管芯6与管壁5连接，工质7采用最常见的比热较大的水，也可用乙醇或者水银。因为轴向存在角度变化所以全部丝线沿横向编织，这使得热管的挠性更好，并有助于防止管芯出现机械损伤。
如图3和图4所示，蒸发端由曲面8和平面9组成。所说的板状蒸发端是指其工作区间为平面，即图中阴影所代表的区域。但是整个蒸发端不宜做成完全的方形，这是因为从管状直接变为方形会使得这段管壁由于截面形状的突变而难以做得平滑，这将影响到液态工质的回流。如图中将截面做成跑道型则既可保证工作区域为平面，又不至于使截面产生突变，就能够很好地解决这方面的问题。
本实用新型用于芯片冷却的热管铲与常规热管相比，热管铲的蒸发端针对大多数芯片的平面形状而设计成板状，提高了与芯片的接触面积，达到了增大冷却面积的效果，同时使蒸发端与芯片紧密接触，使两者组成一个整体，就可以使接触热阻最小，尽量提高传热效率。与平板热管相比，本实用新型热管铲的隔热端与冷凝端保持管状不变，并且从蒸发端到冷凝端轴向角度弯曲可依据芯片的形状和与热管铲结合使用的常规散热器的位置不同来设计，这样就可以采用插入的方式将热管铲与常规散热器相结合使用进而提高冷却效率。

Claims (5)

1、一种用于芯片冷却的热管铲，包括装有冷却工质且内部相互连通的蒸发端、隔热端和冷凝端，其特征在于所述蒸发端为平板状，其隔热端和冷凝端为管状，蒸发端与隔热端通过具有轴向角度弯曲的弯曲端连接，弯曲端与蒸发端和隔热端光滑连接。
2、根据权利要求1所述用于芯片冷却的热管铲，其特征在于所述工质为水、乙醇或者水银。
3、根据权利要求1所述用于芯片冷却的热管铲，其特征在于所述隔热端和冷凝端的管芯为丝网管芯，烧结管芯或槽道管芯。
4、根据权利要求3所述用于芯片冷却的热管铲，其特征在于所述丝网管芯的全部丝线为沿横向编织。
5、根据权利要求1所述用于芯片冷却的热管铲，其特征在于所述热管铲由铜材制备。
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