CN207909862U - 一种电子元件散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子元件散热装置，该装置包括：集热块；集热块的下表面与电子元件紧密接触，集热块内部具有容置空间，容置空间在集热块的两端分别通过两个开口与外界连通，两个开口通过第一管道相连，第一管道位于集热块的外部，在第一管道内填充冷却介质，第一管道上串联连接电磁泵。本实用新型提供的一种电子元件散热装置，通过使冷却介质不断的流经集热块内部，把集热块的热量带动起来，吸收集热块热量的冷却介质在第一管道中可快速进行冷却散热，从而可在再次流经集热块内部时，吸收集热块的热量，可加速对集热块的散热，从而提高对电子元件的散热效率。且该散热装置结构简单，操作方便，便于实现。

Description

一种电子元件散热装置

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，更具体地，涉及一种电子元件散热装置。

背景技术

著名的摩尔定律指出，微处理机芯片的集成密度每一年半到两年的时间增加一倍。但最近，摩尔定律在技术和经济两个方面都达到了极限。其中一个主要的挑战在于，在较小的空间中产生更多的热量，电子元件的有效冷却比以往任何时候的需求都更多，这导致了散热要求越来越高的。

应用多个排列的散热片或鳍片组织排出电子零件或计算机中央处理器工作时产生的废热，以保持它们的工作效率或避免宕机，已是一种常用技术。现有产品中存在一种一体成型的铝挤型截切加工的散热片，或是将散热面板与散热鳍片分开制造，在嵌接组装或焊接成一整体的手段。例如，中国台湾第86116954号“散热装置鳍片组装方法及其制品”专利案提供了一个典型的实施例。就像本领域技术人员所熟知的，这种技术手段在制造、加工作业及难度上比较麻烦。

中国专利CN204810791U公开了一种电子元件的导热结构，该电子元件的导热结构包括一导热单元，配置在一电子元件上；一具有开口的盖体包覆该电子元件，该导热单元位于盖体内，并且该导热单元的至少局部区域凸出该开口；导热单元接合有一导热箔层。导热箔层的散热效率大于等于铜的散热效率；以及，一包含有热交换流体的热管组合一金属层，共同设置在该盖体或导热箔层上。因此，该电子元件的热能可经导热单元传导到导热箔层和盖体，并经热管和金属层快速扩散输出。

现有的对电子元件的散热装置大多存在结构复杂以及散热效率不高的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种克服现有的对电子元件的散热装置大多存在结构复杂以及散热效率不高的问题或者至少部分地解决上述问题的一种电子元件散热装置。

根据本实用新型，提供一种电子元件散热装置，该装置包括：集热块；所述集热块的下表面与电子元件紧密接触，所述集热块内部具有容置空间，所述容置空间在所述集热块的两端分别通过两个开口与外界连通，两个开口通过第一管道相连，所述第一管道位于所述集热块的外部，在所述第一管道内填充冷却介质，所述第一管道上串联连接电磁泵。

在上述方案的基础上，所述容置空间为一贯穿所述集热块的通孔，所述两个开口位于所述通孔的两端，在所述通孔内套设第二管道，所述第二管道的两端分别与所述第一管道的两端相连。

在上述方案的基础上，所述集热块的上表面与多个翅片相连，任意相邻的两个翅片之间具有间隔。

在上述方案的基础上，一种电子元件散热装置还包括：风扇；所述风扇的出风口朝向所述集热块。

在上述方案的基础上，在所述集热块上设置贯穿所述集热块的螺丝孔，所述集热块与所述电子元件在所述螺丝孔处通过螺丝连接。

在上述方案的基础上，所述冷却介质包括：液态金属。

在上述方案的基础上，所述液态金属包括：镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。

在上述方案的基础上，所述集热块的材质包括：铜、镍、不锈钢、石墨或石墨烯。

在上述方案的基础上，所述第二管道的材质包括：铜或镍。

本实用新型提供的一种电子元件散热装置，通过使冷却介质不断的流经集热块内部，把集热块的热量带动起来，吸收集热块热量的冷却介质在第一管道中可快速进行冷却散热，从而可在再次流经集热块内部时，吸收集热块的热量，可加速对集热块的散热，从而提高对电子元件的散热效率。且该散热装置结构简单，操作方便，便于实现。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种电子元件散热装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种电子元件散热装置的整体结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的一种电子元件散热装置的侧面示意图；

图4为根据本实用新型实施例的一种电子元件散热装置的底面示意图；

图5为根据本实用新型实施例的一种电子元件散热装置的立体结构示意图。

附图标记说明：

1—集热块； 2—第三螺丝孔； 3—第一螺丝孔；

4—第二螺丝孔； 5—第四螺丝孔； 6—电磁泵；

7—第一管道； 8—翅片； 9—风扇。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实施例根据本实用新型提供一种电子元件散热装置，参考图1，该散热装置包括：集热块1；所述集热块1的下表面与电子元件紧密接触，所述集热块1内部具有容置空间，所述容置空间在所述集热块1的两端分别通过两个开口与外界连通，两个开口通过第一管道7相连，所述第一管道7位于所述集热块1的外部，在所述第一管道7内填充冷却介质，所述第一管道7上串联连接电磁泵6。

本实施例提供的一种电子元件散热装置，将冷却介质设置为可流动的方式，可快速带走电子元件的热量，提高散热效率。

集热块1与电子元件直接接触，用于通过导热吸收电子元件的热量。集热块1设置在电子元件的上方，其下表面与电子元件紧密接触。集热块1的内部具有容置空间，即集热块1并不是完全的实心结构。

集热块1内部具有空心区域，即容置空间。且容置空间在集热块1的两端分别通过两个开口与外界连通。可在集热块1的左右两个端面，开设分别贯穿左右两个侧壁的两个开口。

通过两个开口，容置空间可与外界连通。两个开口通过第一管道7相连，第一管道7位于集热块1的外部。第一管道7的两端分别与两个开口相连。这样，容置空间的两端，即两个开口与第一管道7相连。容置空间与第一管道7形成循环回路。

在第一管道7内填充适量的冷却介质。并在第一管道7上串接电磁泵6。电磁泵6可驱动冷却介质在第一管道7和容置空间形成的回路中进行循环流动。冷却介质会不停的流经集热块1，带走集热块1吸收的电子元件的热量。

电子元件的热量通过导热传递给集热块1，通过冷却介质不断的流经集热块1内部，把集热块1的热量带动起来，吸收了集热块1热量的冷却介质在第一管道7中可快速进行冷却散热，从而可在再次流经集热块1内部时，吸收集热块1的热量，可加速对集热块1的散热，从而提高对电子元件的散热效率。且该散热装置结构简单，操作方便，便于实现。

进一步地，可在集热块1的下表面与电子元件之间设置导热箔层。进一步热量从电子元件向集热块1的传递，提高散热效率。

进一步地，集热块1与电子元件的相对位置可根据具体散热需求设定，集热块1也可位于电子元件的下方或侧方等，相应的将集热块1的上表面或侧面与电子元件紧密接触，对此不作限定。

第一管道7可为橡胶管或塑料管等软管，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述容置空间为一贯穿所述集热块1的通孔，所述两个开口位于所述通孔的两端，在所述通孔内套设第二管道，所述第二管道的两端分别与所述第一管道7的两端相连。

本实施例基于上述实施例，对容置空间的具体结构进行了说明。容置空间是集热块1内部的中空区域。可将容置空间设置为贯穿所述集热块1的通孔。通孔的两端即为上述两个开口，通孔在两端是直接与外界相连通的。

相应地，在集热块1的下表面与电子元件紧密接触时，可使通孔沿水平方向设置，即通孔的两端朝向集热块1的左右或前后两侧。使第二管道从通孔中穿过。第二管道的两端分别与第一管道7的两端相连，第一管道7和第二管道形成循环回路。

第一管道7中的冷却介质会流动到第二管道中，冷却介质在第一管道7和第二管道形成的循环回路中进行循环流动。

第二管道从集热块1内部穿过，可使冷却介质流经集热块1。进一步地，可使第二管道的外侧壁与通孔处集热块1的内侧壁紧密接触，使集热块1的热量能够及时通过第二管道传递至冷却介质中。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，所述集热块1的上表面与多个翅片8相连，任意相邻的两个翅片8之间具有间隔。

本实施例基于上述实施例，在集热块1的上表面设置多个翅片8，用于加速集热块1向外界的散热，从而进一步提高对电子元件的散热效率。

翅片8可为由导热性良好的材料制成的实心板状结构。可在集热块1的上表面连接多个翅片8。多个翅片8有间隔的均匀排列在集热块1的上表面上。多个翅片8相互有间隔，是指任意相邻的两个翅片8之间具有间隔。

多个翅片8间相互有间隔，可保证翅片8向外界的散热效果。

在集热块1的上表面设置翅片8，翅片8与电子元件位于集热块1的两侧，可使电子元件的热量向远处传递，使电子元件温度保持稳定。设置翅片8，集热块1的热量可传递至翅片8，通过翅片8向外界散热，可大大提高集热块1散热降温的速度，从而提高散热效率。

进一步地，翅片8可为方形、矩形或其他任何规则或不规则形状，可为实心结构也可为空心结构，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，一种电子元件散热装置还包括：风扇9；所述风扇9的出风口朝向所述集热块1。

本实施例基于上述实施例，增设了风扇9，对集热块1进行风冷散热，通过在集热块1表面进行强制对流散热，加快集热块1的散热速度，提高散热效率。

在集热块1的外部增设风扇9，是加快集热块1向外部的散热，也可为其他加快集热块1散热的方式，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述冷却介质包括：液态金属。

本实施例基于上述实施例，将冷却介质设置为液态金属。液态金属具有优良的导热性、流动性等特性，相较于现有常用的冷却介质，例如水，可加快对集热块1热量的吸收和传递，加快对集热块1的散热降温，从而提高散热效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述集热块1上设置贯穿所述集热块1的螺丝孔，所述集热块1与所述电子元件在所述螺丝孔处通过螺丝连接。

本实施例基于上述实施例，对集热块1与电子元件的连接方式进行了说明。集热块1与电子元件可通过螺丝进行连接。螺丝孔应避开容置空间设置。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述液态金属包括：镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。

本实施例基于上述实施例，对液态金属的具体种类进行了说明。液态金属材料的高导热率是其应用于散热领域的主要优势体现。因其导热率高和具有流动性，用极少的量直观的好处就是通过利用液态金属的流动性带动热量流动起来散热。

镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金均具有较高的导热率，且较低的熔点，具有较好的流动性，较适合用于该散热装置中，可通过流动更好更快的带走集热块1的热量，提高散热效率。

进一步地，在第一管道7中充入液态金属之前，需要对液态进行进行去氧化处理。可采用NaOH或其他碱性溶液对液态金属进行去氧化处理。对液态金属进行去氧化处理可保持液态金属具有良好的流动性，提高散热效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述集热块1的材质包括：铜、铝、镍、不锈钢、石墨或石墨烯。

本实施例基于上述实施例，对集热块1的材质进行了说明。铜、铝、镍、不锈钢、石墨或石墨烯均均有较好的导热性能，可满足集热块1对导热性的要求。

进一步地，设置在集热块1上表面的多个翅片8的材质也可采用铜、铝、镍、不锈钢、石墨或石墨烯中的任意一种或几种。每个翅片8的材质可相同，也可不同。

进一步地，集热块1的结构体外形可为方形、矩形、圆形或其他任何规则不规则图形，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述第二管道的材质包括：铜或镍。

本实施例基于上述实施例，对第二管道的材质进行了说明。第二管道装嵌在集热块1内部，既要满足具有较好的导热性能，同时也要满足耐高温，可为铜或镍，或者其他性能满足要求的导热材料。

参考图3和图4，将电子元件散热装置应用于电子元件IGBT和DB的散热。散热装置中集热块1与IGBT和DB具体连接为：在第一螺丝孔3下用螺丝使集热块1与DB紧紧贴合。在第二螺丝孔4下用螺丝使集热块1与IGBT紧紧贴合。通过第三螺丝孔2，将集热块1固定在电路板上；通过第四螺丝孔5，将集热块1固定在底板上。

在第一管道7内注入适量的液态金属，开启电磁泵6使管道内的液态金属进行循环流动。IGBT和DB工作时，热量从IGBT和DB传递到集热块1。第一管道7内流动的液态金属例如镓铟合金等，将集热块1的热量带走，并且进行一个循环回路的散热。

最终，IGBT和DB所产生的热量通过集热块1的翅片8、第一管道7内的液态金属的流动和集热块1附近增加的风扇9进行高效率的散热。

本实施例提供的一种电子元件散热装置，电子元件，如IGBT和DB的热量传递到集热块1，通过电磁泵6驱动第一管道7内的液态金属把集热块1的热量带动起来，通过集热块1上的翅片8和外加的风扇9装置进行散热，IGBT和DB的热量通过液态金属的流动，从而将电子元件的温度控制在较低的状态。该散热装置利用液态金属优良的导热性、流动性等特性，相较于现有的电子元件装置散热效率更高、散热效果更好。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，一种电子元件散热装置包括：集热块1、第二管道、第一管道7、电磁泵6和风扇9。集热块1、第二管道、第一管道7、电磁泵6形成一个循环系统。第二管道从集热块1内部穿过，第一管道7与第二管道相连。

电磁泵6加装在第一管道7上，第一管道7内注入液态金属。集热块1附近还可以加装风扇9，增加散热效率，降低电子元件温度。利用电磁泵6驱动液态金属带动电子元件，例如IGBT和DB等的热量流动起来散热，散热效率更高，散热效果更快。

可在集热块1上设置多个螺丝孔，将集热块1通过多个螺丝与电子元件的不同部件相连。螺丝孔的位置应避开集热块1内部容置空间或者第二管道设置。

进一步地，该散热装置除可用于电子元件外，还可用于电磁炉、电脑芯片以及小型高公路工作设备等的散热。

相较于空气、水冷却，现有的电子散热技术，本实施例提供的散热装置通过利用液态金属优良的导热性、流动性、可塑性等特性，使得电子元件的热量流动起来，达到更好的散热效率。

且本实施例提供的散热装置体积小，对电子元件承受热量的要求降低，可降低电子元件过热损坏概率。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子元件散热装置，其特征在于，包括：集热块；所述集热块的下表面与电子元件紧密接触，所述集热块内部具有容置空间，所述容置空间在所述集热块的两端分别通过两个开口与外界连通，两个开口通过第一管道相连，所述第一管道位于所述集热块的外部，在所述第一管道内填充冷却介质，所述第一管道上串联连接电磁泵。

2.根据权利要求1所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述容置空间为一贯穿所述集热块的通孔，所述两个开口位于所述通孔的两端，在所述通孔内套设第二管道，所述第二管道的两端分别与所述第一管道的两端相连。

3.根据权利要求1或2所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述集热块的上表面与多个翅片相连，任意相邻的两个翅片之间具有间隔。

4.根据权利要求3所述的电子元件散热装置，其特征在于，还包括：风扇；所述风扇的出风口朝向所述集热块。

5.根据权利要求1所述的电子元件散热装置，其特征在于，在所述集热块上设置贯穿所述集热块的螺丝孔，所述集热块与所述电子元件在所述螺丝孔处通过螺丝连接。

6.根据权利要求1所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述冷却介质包括：液态金属。

7.根据权利要求6所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述液态金属包括：镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。

8.根据权利要求1所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述集热块的材质包括：铜、镍、不锈钢、石墨或石墨烯。

9.根据权利要求2所述的电子元件散热装置，其特征在于，所述第二管道的材质包括：铜或镍。