專利名稱：外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管散熱器，尤其是一種以熱管為主體，散熱鰭片為輔助強(qiáng)化手段，通過引導(dǎo)冷卻流體的流向而制成的具有三維冷凝散熱網(wǎng)絡(luò)的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器。
背景技術(shù)：
隨著電子、電力技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著集成電路的集成度大幅度提高，電子元器件的散熱問題已成為制約電子設(shè)備的運(yùn)行速度及輸出功率的重要問題之一。
以計(jì)算機(jī)CPU芯片為例，三十年內(nèi)其集成度提高了近兩萬倍，其產(chǎn)生的熱流量已經(jīng)達(dá)到了100W/cm2的程度。
眾所周知，計(jì)算機(jī)工作的可靠性及壽命與其工作溫度有著密切的關(guān)系，而芯片的集成度越高，其產(chǎn)生的熱量就越高，如果不能及時(shí)將這些熱量散去，計(jì)算機(jī)工作的可靠性就會(huì)大幅度降低，甚至出現(xiàn)無法正常運(yùn)行。對(duì)于計(jì)算機(jī)開發(fā)研究機(jī)構(gòu)來說，如果不能有效的解決芯片以及其他電子元器件在工作中產(chǎn)生的熱量，就無法研制出速度更快、功率更高、體積更小的數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
目前，計(jì)算機(jī)以及電子元件的散熱方式通常是將鋁合金材料制造的梳狀散熱板安裝在芯片或其它電子元件的本體上，制造一個(gè)較大的散熱面積，同時(shí)，配以風(fēng)扇將熱量散開，從而降低溫度。這種方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，但只能適用于運(yùn)算速度不高，功率不大的電子設(shè)備中的元器件散熱。
1998年，美國(guó)桑迪亞國(guó)立實(shí)驗(yàn)室利用熱管技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)芯片的散熱，取得了較好的效果。
圖1所示為目前使用的一種采用熱管的散熱裝置，它包括一個(gè)框體1?？蝮w1的底板上緊密安裝有多個(gè)用薄金屬片制成的，且密集分布的散熱鰭片2?？蝮w1內(nèi)底板上臥設(shè)有熱管3(熱管的數(shù)量可以是二支或三支)。熱管3穿出散熱鰭片2的下部，向上伸出彎轉(zhuǎn)180度穿入散熱鰭片2的上部。所有的散熱鰭片2都與熱管3緊密貼設(shè)連接。在熱管3中放置有遇熱汽化，預(yù)冷凝結(jié)的液體工質(zhì)。當(dāng)框體1被安裝在芯片上時(shí)，芯片產(chǎn)生的熱量使臥設(shè)在框體1內(nèi)底板上的熱管3內(nèi)的液體工質(zhì)汽化，熱量隨著汽化的液體工質(zhì)進(jìn)入位于散熱鰭片2上部的熱管3中，并遇冷凝結(jié)，而熱量則通過散熱鰭片2向外界散出。當(dāng)散熱鰭片2頂部再安裝強(qiáng)制風(fēng)冷風(fēng)扇4后，熱量更容易散出。
由于熱管具有極高的傳熱效率，所以，芯片產(chǎn)生的熱量能夠較快的被傳遞到遠(yuǎn)處的散熱鰭片上，達(dá)到散熱目的。這種方式比起以往的梳狀散熱板方式具有更高的散熱效率。由于梳狀散熱板上散熱片的溫度往往是距離芯片較遠(yuǎn)的位置，溫度較低，而靠近芯片的底部位置溫度較高，這種溫度梯度現(xiàn)象浪費(fèi)了大量的散熱面積，因此，不會(huì)具有較高的散熱效率，而利用熱管則能夠克服梳狀散熱板所存在的散熱效果不良的缺點(diǎn)。
圖1所示的熱管散熱裝置雖然具有較好的散熱效果，但是，由于其自身在結(jié)構(gòu)是以實(shí)體散熱器為主體，熱管僅用來強(qiáng)化散熱器散熱鰭片的肋效率，并不能充分發(fā)揮熱管緊湊、輕便、高效傳熱的優(yōu)勢(shì)，其存在的不足主要表現(xiàn)為熱源與底板之間、熱管與底板之間、熱管與鰭片之間都存在較高的熱阻，同時(shí)，考慮到散熱器強(qiáng)度的問題，不能把鰭片做得很薄，而較厚的鰭片不僅浪費(fèi)材料、占據(jù)有限空間，而且不能獲得更多的散熱面積，所以，這種方式仍然不能滿足超大集成電路、大功率電子器件以及高速芯片對(duì)散熱所提出的要求，使它的應(yīng)用受到了一定的限制。
綜上所述，提供具有更高散熱效率的散熱裝置是制造大功率、高速度電子設(shè)備以及更大規(guī)模集成電路芯片的有力保障，也正是目前業(yè)內(nèi)人士亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前電子、電力制造技術(shù)領(lǐng)域因缺乏高效率散熱裝置而無法進(jìn)一步提高電子元件、電路芯片的運(yùn)行速度及輸出功率而提供一種外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，該散熱器根據(jù)熱管傳熱原理，通過對(duì)吸熱端、放熱端外側(cè)的冷卻流體通道進(jìn)行優(yōu)化布局設(shè)置，實(shí)現(xiàn)以熱管為主體，以散熱鰭片為傳熱強(qiáng)化手段的集成熱管電子散熱器，與其他相同尺寸的傳統(tǒng)熱管散熱裝置相比，具有更大的散熱效率。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，它包括一用于吸熱的密閉的真空盒體，真空盒體的表面上豎立固設(shè)有一個(gè)以上通過底端與所述真空盒體內(nèi)腔貫通的真空散熱板。真空散熱板之間的夾縫構(gòu)成冷卻流體通道。在真空散熱板之間還焊接設(shè)置有用于擴(kuò)大散熱面積的鰭片。
真空盒體內(nèi)灌裝有遇熱汽化，遇冷凝結(jié)的液體工質(zhì)。真空盒體的內(nèi)側(cè)表面及真空散熱板的內(nèi)壁上敷設(shè)有能夠吸附液體的吸液芯。冷卻流體通道的端面上固定覆蓋有擋流板，該擋流板的寬度小于所述端面的寬度，使擋流板與真空盒體之間形成冷卻流體的出口，并使冷卻流體通道的頂端面成為冷卻流體的入口；所述鰭片順冷卻流體的流動(dòng)方向設(shè)置在冷卻流體通道中。
使用時(shí)，發(fā)熱電子元件緊密貼設(shè)于真空盒體下方，并在真空散熱板的頂部安裝向下吹風(fēng)的冷卻風(fēng)扇。發(fā)熱電子元件工作產(chǎn)生的熱量傳入真空盒體內(nèi)。液體工質(zhì)遇熱汽化，將熱量向真空散熱板傳遞，并通過焊接的鰭片向外傳遞，同時(shí)，冷卻風(fēng)扇吹動(dòng)冷空氣向下進(jìn)入冷卻流體通道。在擋流板的阻擋下，冷氣流只能從靠近真空盒體處的出口排出。
真空盒體的表面是溫度相對(duì)較高的位置，而將冷卻流體的出口設(shè)置在此，可以更加有效的提高散熱效率，而鰭片順應(yīng)冷卻流體的流動(dòng)方向設(shè)置，使冷氣流能夠在冷卻流體通道中順利排出并帶走鰭片表面的熱量。
真空盒體可以采用導(dǎo)熱性能良好的材料制造，其形狀可以是矩形，也可以是圓形的或其它任意形狀。
在上述設(shè)置中，真空散熱板可在真空盒體表面平行設(shè)置，也可以真空盒體表面中心為圓心向外放射設(shè)置。
為保持真空散熱板的散熱均勻，在真空散熱板頂部還可以設(shè)置一條或一條以上使真空散熱板之間相互連通的連通管。
為便于冷氣流順利流出及便于生產(chǎn)加工，可以將鰭片分為上、下兩段設(shè)置。上段垂直于所述冷卻流體的入口端面；下端垂直于所述冷卻流體的出口端面，并且上、下兩段鰭片不相交。當(dāng)冷氣流由入口進(jìn)入冷卻流體通道后，在上段鰭片的導(dǎo)流作用下，垂直吹向真空盒體表面，而在下段鰭片的導(dǎo)流作用下，冷氣流垂直轉(zhuǎn)向由出口排出。在這一過程中，冷氣流能夠以最大的程度將熱量散出。
在上述技術(shù)方案中，還可以將擋流板固定覆蓋在冷卻流體通道的頂端面上，即真空散熱板的頂端面上，使冷卻流體通道的兩個(gè)端面形成冷卻流體的出口或入口。這樣設(shè)置可以滿足冷卻風(fēng)扇設(shè)置在側(cè)向的需要，使冷氣流能夠由冷卻流體通道的一個(gè)端面進(jìn)入該通道，并從另一端面排出。在這一方案中，鰭片的側(cè)邊可以焊接在真空盒體的表面上，與真空散熱板平行設(shè)置，也可以焊接在真空散熱板的表面，與真空盒體的表面平行設(shè)置。
上述技術(shù)方案中所使用的吸液芯可以是由多層纖維編織網(wǎng)或多層金屬絲網(wǎng)疊設(shè)組成的，也可以是采用粉末燒結(jié)制成的具有微孔的板狀體。還可以是由金屬或有機(jī)材料薄片通過往復(fù)連續(xù)彎折或彎曲所制成的帶狀體，并通過焊接或粘接貼設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上。
在生產(chǎn)中，當(dāng)真空盒體采用注塑工藝時(shí)，為減少發(fā)熱電子元件的表面與真空盒體底面之間的熱阻，提高熱傳導(dǎo)效率，可以在真空盒體底面固設(shè)能夠與外部發(fā)熱電子元件的散熱面緊密貼合的導(dǎo)熱板。導(dǎo)熱板的固設(shè)方式可以采用嵌入真空盒體底面的方式，也可以在真空盒體底面開設(shè)一個(gè)用于嵌入發(fā)熱電子元件散熱面的專用凹陷，將導(dǎo)熱板作為該專用凹陷的底面。
另外，為進(jìn)一步提高散熱效率，上述技術(shù)方案還可以結(jié)合發(fā)熱電子元件的制造，在真空盒體底面還可以設(shè)置開孔，將尺寸與開孔相匹配的，表面設(shè)有集成電子線路或電子元件內(nèi)芯的器件基板嵌入該開孔中，使集成電子線路或電子元件內(nèi)芯位于真空盒體內(nèi)。器件基板的周邊與真空盒體嚴(yán)密封接。集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯的引腳線設(shè)置在器件基板位于真空盒體外側(cè)的表面上。
在這一方案中，吸液芯為電絕緣并敷設(shè)在集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯上。液體工質(zhì)為電絕緣材料，并與所述集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯材料化學(xué)相容、電相容。
通過將發(fā)熱電子元件與真空盒體聯(lián)合制造，克服了熱傳導(dǎo)阻力，使發(fā)熱電子元件在工作中產(chǎn)生的熱量直接通過液體工質(zhì)的汽化而傳送出去，達(dá)到最佳散熱效果。
由以上技術(shù)方案可知本發(fā)明通過多個(gè)真空散熱板及擋流板在灌裝有液體工質(zhì)的真空盒體的外側(cè)構(gòu)成可控制冷卻流體定向流動(dòng)的通道，改變了傳統(tǒng)的單一熱管的分布式設(shè)置方式，極大的提高了對(duì)發(fā)熱電子元件的散熱效率，為未來更大規(guī)模集成電路芯片的制造以及高速電子設(shè)備、大功率電子、電力設(shè)備的開發(fā)、制造奠定了基礎(chǔ)，具有極大的實(shí)用價(jià)值。


圖1為目前常用的熱管散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示實(shí)施例側(cè)面剖視圖；圖4為圖2所示實(shí)施例中吸液芯的設(shè)置位置圖；圖5為圖2所示實(shí)施例在使用狀態(tài)示意圖；圖6為圖2所示實(shí)施例中鰭片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為圖2所示實(shí)施例中加強(qiáng)板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明所涉及吸液芯的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明所涉及吸液芯的另一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明所涉及薄片彎制的“U”形吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明所涉及薄片彎制的“V”形吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明所涉及薄片彎制的“Ω”形吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為圖2所示實(shí)施例增設(shè)有連通管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明所提供的第二實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為圖14所示第二實(shí)施例中鰭片的一個(gè)安裝方式示意圖；圖16為圖14所示第二實(shí)施例中鰭片的另一個(gè)安裝方式示意圖；圖17為圖14所示第二實(shí)施例的主視圖；圖18為圖14所示第二實(shí)施例中增設(shè)連通管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為本發(fā)明所提供的第三實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為本發(fā)明所提供的第四實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖；圖21為本發(fā)明所提供的第五實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實(shí)施例一圖2所示為本發(fā)明所提供的一個(gè)較佳實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖。它包括一個(gè)用于吸熱的密閉的真空盒體10，真空盒體10內(nèi)灌裝有遇熱汽化，遇冷凝結(jié)的液體工質(zhì)(圖中未示出)。在真空盒體10的表面上豎立固設(shè)有三個(gè)平行設(shè)置的真空散熱板11。真空散熱板11的底部與真空盒體10內(nèi)腔貫通。真空散熱板11之間的夾縫構(gòu)成冷卻流體通道。在真空散熱板11之間還焊接設(shè)置有用于擴(kuò)大散熱面積的鰭片20。鰭片20采用多片密集排列設(shè)置在冷卻流體通道中。
冷卻流體通道的兩個(gè)端面上分別固定覆蓋有擋流板30，該擋流板30的寬度小于端面的寬度，使擋流板30與真空盒體10之間形成冷卻流體的出口22，并使冷卻流體通道的頂端面成為冷卻流體的入口21。
本實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。在真空盒體10的內(nèi)側(cè)表面敷設(shè)有能夠吸附液體工質(zhì)13的吸液芯40。吸液芯40可以采用焊接或者粘接的方式敷設(shè)，并且延伸敷設(shè)在真空散熱板11的內(nèi)壁上，如圖4所示，在本實(shí)施例中，吸液芯40從真空盒體10內(nèi)側(cè)底部延伸到兩側(cè)真空散熱板11的內(nèi)壁，而中間的真空散熱板11內(nèi)壁沒有敷設(shè)。
在遇熱時(shí)，液體工質(zhì)13汽化，將熱量送入真空散熱板11內(nèi)，遇冷后，放出熱量轉(zhuǎn)化為液態(tài)回流入真空盒體10內(nèi)。當(dāng)安裝有本實(shí)施例的電子設(shè)備處于傾斜或倒置狀態(tài)時(shí)，吸液芯40能夠吸附液體工質(zhì)13，將其送至真空盒體10內(nèi)的吸熱端，從而不會(huì)影響本實(shí)施例的正常工作。
如圖3、圖4，鰭片20的設(shè)置方式為順應(yīng)冷卻流體的流動(dòng)方向。在設(shè)置中，將鰭片20分成上、下兩段設(shè)置，其中，上段垂直于冷卻流體的入口21豎向設(shè)置；下段垂直于冷卻流體的出口22橫向設(shè)置，并且上、下兩段鰭片不相交，形成直角。
圖5所示為本實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。在使用時(shí)，將本實(shí)施例安裝在集成芯片(如CPU)的表面上，在真空散熱板的頂部安裝冷卻風(fēng)扇4。冷風(fēng)沿著圖中箭頭方向自上而下進(jìn)入冷卻流體通道，在擋流板30的阻擋下，冷風(fēng)經(jīng)過轉(zhuǎn)折，分為左右兩路由兩個(gè)出口22向外排出。
本實(shí)施例中，為增加散熱面積及強(qiáng)度，每片鰭片20之間可以增加輔助鰭片201，如圖6所示的鰭片局部結(jié)構(gòu)示意。輔助鰭片201用薄銅片彎折制造，并焊接在鰭片20之間。
鰭片還可以制成波浪形，從而增加散熱面積，還可以在鰭片表面分布開設(shè)多組通孔以及多個(gè)立刺。當(dāng)冷風(fēng)流過時(shí)造成紊流，是散熱效果更好。圖3中的鰭片20之間沒有增設(shè)輔助鰭片，但是鰭片20為波浪形，且表面設(shè)有多個(gè)立刺202。立刺202的設(shè)置可以采用與開設(shè)通孔相結(jié)合的方式，即在沖壓開設(shè)通孔時(shí)，將沖下的金屬薄片翻起而構(gòu)成立刺。
圖4中的鰭片20之間增設(shè)有輔助鰭片201(見下段鰭片，上段鰭片上的輔助鰭片未示出)。
為提高散熱效率，減少熱阻，在制造中，通常將真空散熱板及真空盒體的壁制造的相對(duì)較薄。為增加強(qiáng)度，可以在本發(fā)明中增設(shè)加強(qiáng)板，如圖7所示。本實(shí)施例中，加強(qiáng)板14的外輪廓與真空盒體10和真空散熱板11的內(nèi)截面形狀相同，其外圍周邊分別固定在真空盒體10及真空散熱板11的內(nèi)壁上，其中部可以開設(shè)一個(gè)或多個(gè)孔，以保證液體工質(zhì)的流動(dòng)。根據(jù)需要，還可以增設(shè)多層加強(qiáng)板14。
本發(fā)明所采用的吸液芯40可以制成多種形式。圖8所示是采用多層金屬絲網(wǎng)41焊接疊設(shè)組成的。多層金屬絲網(wǎng)41之間以及本身具有豐富的空隙，能夠產(chǎn)生較好的液體吸附效果。
圖9所示是采用粉末燒結(jié)工藝制造的多孔吸液芯的局部示意圖，該吸液芯依靠其內(nèi)部及表面的微孔42產(chǎn)生毛細(xì)力，對(duì)液體進(jìn)行吸附。
圖10所示是一種采用具有良好導(dǎo)熱性能的金屬薄片依照“U”字形通過往復(fù)連續(xù)彎折制成的帶狀體吸液芯。使該帶狀體吸液芯內(nèi)形成了多個(gè)“U”形槽。在該帶狀體吸液芯的金屬薄片表面開設(shè)有孔43?？?3可以是長(zhǎng)孔或圓孔或凸設(shè)或凹設(shè)的縫隙口。這種帶狀體吸液芯可以焊接在真空盒體及真空散熱板的內(nèi)壁上。與上述其他吸液芯相比較，它不僅具有良好的毛細(xì)吸附力，同時(shí)，由于其自身就是熱的良好導(dǎo)體，因此，在使用時(shí)，它可以直接參與導(dǎo)熱，并且能夠快速將熱量向遠(yuǎn)處的液體工質(zhì)傳遞，并通過其表面的孔43進(jìn)行較大面積的汽化散熱，因此，它比上述多層金屬絲網(wǎng)吸液芯、粉末燒結(jié)工藝制造的多孔吸液芯具有更好的散熱效果。
吸液芯也可以制成如圖11所示。將金屬薄片依照“V”字形通過往復(fù)連續(xù)彎折而制成；也可以制成如圖12所示。將金屬薄片依照“Ω”形通過往復(fù)連續(xù)彎折而制成。在圖11、圖12中，吸液芯的表面都開設(shè)有孔43，用于液體工質(zhì)通過其表面汽化。
通過孔43及圖10、圖11、圖12中分別自然形成的多個(gè)“U”形槽、多個(gè)“V”形槽以及多個(gè)“Ω”形槽可以方便的使液體工質(zhì)在其內(nèi)部延展。
為便于液體工質(zhì)的汽化、延展，還可以將“U”形槽、“V”形槽以及“Ω”形槽的端口封閉。
上述實(shí)施例還可以做進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖13所示。圖中，在真空散熱板頂部設(shè)置有兩條連通管15，該連通管15使真空散熱板之間相互連通，在散熱工作時(shí)，能夠使真空散熱板頂部?jī)?nèi)的汽化液體工質(zhì)的壓力均衡，從而保證均勻傳熱。
本發(fā)明所涉及的真空盒體可以采用導(dǎo)熱性能良好的材料制造，其形狀可以為矩形，也可以為圓形或其他形狀，見實(shí)施例二。
實(shí)施例二圓形真空盒體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖14所示。圖中，真空盒體10為圓形，真空散熱板11以真空盒體10表面中心為圓心向外以放射形式設(shè)置。在本實(shí)施例中，真空散熱板11被制成長(zhǎng)、短兩種形式。其中，短的真空散熱板11設(shè)置在靠近真空盒體10圓周的外圍，使進(jìn)入真空散熱板11的汽化的液體工質(zhì)較為均勻。擋流板30環(huán)周設(shè)置在真空散熱板11外側(cè)上部，該擋流板30的寬度小于真空散熱板11的高度，使其與真空盒體10之間形成冷卻流體的出口22，而真空散熱板11的頂部為冷卻流體的入口21。當(dāng)真空散熱板11的頂部安裝并啟動(dòng)向下吹風(fēng)的冷卻風(fēng)扇時(shí)，冷風(fēng)能夠吹向真空盒體10表面后再由出口22排出。
在本實(shí)施例中，鰭片的設(shè)置可以采取多種形式，如圖15、圖16所示。圖15中的鰭片20采用金屬薄片制成，以同心圓的分布方式設(shè)置在真空散熱板11之間。圖16中的鰭片20與真空散熱板11相似，以放射形式設(shè)置在短的真空散熱板11與中心之間，而真空散熱板11之間以及真空散熱板11與鰭片20之間則用薄銅片彎折焊接有輔助鰭片201。
本實(shí)施例的鰭片也采用上述實(shí)施例中的上、下分段設(shè)置方式，如圖17所示。上段(圖中未示出)垂直于冷卻流體的入口21豎向設(shè)置；下段垂直于冷卻流體的出口22橫向設(shè)置，并且上、下兩段鰭片在內(nèi)部不相交，形成直角。
與上述實(shí)施例相同，為使真空散熱板頂部?jī)?nèi)的汽化液體工質(zhì)的壓力均衡，保證均勻傳熱，本實(shí)施例也可以增設(shè)一連通管，其結(jié)構(gòu)如圖18所示。連通管15為圓形，跨接在真空散熱板11之間，使各真空散熱板11內(nèi)部壓力均衡。
本發(fā)明還可以制成另一種形式，見實(shí)施例三。
實(shí)施例三如圖19所示。本實(shí)施例與實(shí)施例一的一個(gè)不同點(diǎn)在于檔流板30固定覆蓋在冷卻流體通道的頂端面上，即真空散熱板11的頂部，使冷卻流體通道的端面形成冷卻流體的出口22、入口21。另一個(gè)不同點(diǎn)在于鰭片20全部采用水平一段式設(shè)置，通過其側(cè)邊焊接設(shè)置在真空散熱板11的表面上。冷卻流體通道的端面中的任一端都可以安裝冷卻風(fēng)扇，并且無論冷卻風(fēng)扇的吹風(fēng)方向如何，鰭片20的設(shè)置均與風(fēng)向順流。
本實(shí)施例還可以將鰭片垂直平行設(shè)置，其一側(cè)邊焊接在真空盒體的表面，另一側(cè)通過連通管15固定，并且在其形成的冷卻流體通道中還可以設(shè)置多個(gè)由金屬材料制成的薄壁熱管，該薄壁熱管穿過鰭片并與鰭片焊接，而其端部固接在真空散熱板的表面上，該薄壁熱管與真空散熱板內(nèi)部貫通。
實(shí)施例四圖20為本發(fā)明所提供的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例與上述實(shí)施例一的總體結(jié)構(gòu)相同，其不同點(diǎn)在于真空盒體10的底部表面開設(shè)有一個(gè)能夠?qū)⑼獠堪l(fā)熱電子元件嵌入的專用凹陷101，該專用凹陷101的底面為熱阻較低的導(dǎo)熱板102。在使用時(shí)，發(fā)熱電子元件的散熱面緊密貼合在導(dǎo)熱板102的表面。當(dāng)真空盒體10采用塑料材料制造時(shí)，這種方式不會(huì)降低發(fā)熱電子元件與真空盒體10之間的熱傳導(dǎo)效率，并且還有利于大規(guī)模批量生產(chǎn)。
實(shí)施例五圖21所示為本發(fā)明所提供的一個(gè)與大規(guī)模集成電路芯片相結(jié)合的較佳本實(shí)施例在借鑒實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，在真空盒體10的底部設(shè)置一個(gè)開孔，在該開孔中嵌入與其尺寸相匹配的器件基板103，該器件基板103的周邊與真空盒體10的底面嚴(yán)密封接。
器件基板103位于真空盒體10內(nèi)的表面上預(yù)先設(shè)有集成電子線路104，集成電子線路104的引腳線105設(shè)置在器件基板103位于真空盒體10外側(cè)的表面上。真空盒體10內(nèi)的液體工質(zhì)為電絕緣材料，并與集成電子線路104化學(xué)相容、電相容。
本實(shí)施例將集成電子線路芯片直接制作在真空盒體內(nèi)，徹底消除了熱阻對(duì)散熱的影響，從而最大限度的提高了散熱效率，它將成為未來更大規(guī)模、更高運(yùn)行速度及更大功率集成電路芯片研制、發(fā)展的方向之一。不僅如此，本實(shí)施例還可以用于制造大功率晶體管，只需將大功率晶體管的內(nèi)芯直接制作在真空盒體內(nèi)，就可以高效散發(fā)大功率晶體管在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，它包括一用于吸熱的密閉的真空盒體，真空盒體的表面上豎立固設(shè)有一個(gè)以上通過底端與所述真空盒體內(nèi)腔貫通的真空散熱板；真空散熱板之間的夾縫構(gòu)成冷卻流體通道；在真空散熱板之間還焊接設(shè)置有用于擴(kuò)大散熱面積的鰭片；真空盒體內(nèi)灌裝有遇熱汽化，遇冷凝結(jié)的液體工質(zhì)，其特征在于所述真空盒體的內(nèi)側(cè)表面及所述真空散熱板的內(nèi)壁上敷設(shè)有能夠吸附液體的吸液芯；所述冷卻流體通道的端面上固定覆蓋有擋流板，該擋流板的寬度小于所述端面的寬度，使擋流板與真空盒體之間形成冷卻流體的出口；所述冷卻流體通道的頂端面為冷卻流體的入口；所述鰭片順冷卻流體的流動(dòng)方向設(shè)置在冷卻流體通道中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空盒體是采用導(dǎo)熱性能良好的材料制造的矩形或圓形或六角形體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空散熱板在所述真空盒體表面平行設(shè)置或以所述真空盒體表面中心為圓心向外以放射形式設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空散熱板頂部還設(shè)有使真空散熱板之間相互連通的連通管，該連通管為一條或一條以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的鰭片分為上、下兩段設(shè)置，其中，上段垂直于所述冷卻流體的入口端面；下端垂直于所述冷卻流體的出口端面，并且上、下兩段鰭片不相交。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的擋流板還可以固定覆蓋在所述冷卻流體通道的頂端面上，使所述冷卻流體通道的端面形成冷卻流體的出口或入口；所述鰭片通過其側(cè)邊焊接設(shè)置在所述真空散熱板或真空盒體的表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的吸液芯是由多層纖維編織網(wǎng)或多層金屬絲網(wǎng)疊設(shè)組成，或者是采用粉末燒結(jié)制成的具有微孔的板狀體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的吸液芯是由金屬或有機(jī)材料薄片通過往復(fù)連續(xù)彎折或彎曲所制成的帶狀體；所述薄片表面開設(shè)有孔，并通過焊接或粘接貼設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的帶狀體由所述薄片依照“U”字形或“V”字形或“Ω”形往復(fù)彎折或彎曲制成，使該帶狀體內(nèi)形成多個(gè)“U”形槽或“V”形槽或“Ω”形槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空盒體內(nèi)還固設(shè)有一層或一層以上加強(qiáng)板，該加強(qiáng)板伸入所述真空散熱板內(nèi)，其端面與真空盒體的內(nèi)壁及真空散熱板的內(nèi)壁固定連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的冷卻流體通道中還設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上由金屬材料制成的薄壁熱管，該薄壁熱管穿過所述鰭片，并與所述鰭片焊接，其端部固接在真空散熱板或真空盒體的表面上，并與所述真空散熱板及真空盒體內(nèi)部貫通。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的鰭片為金屬片制成的波浪形。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的鰭片是金屬片依照“Z”字形連續(xù)彎折所構(gòu)成的散熱鰭片組。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的鰭片表面開設(shè)有一個(gè)以上的供所述冷卻流體穿過的過孔，或者在其表面豎設(shè)有可造成所述冷卻流體紊流的立刺。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的鰭片之間還焊接有提高散熱效率的輔助散熱片，該輔助散熱片順冷卻流體的流動(dòng)方向設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或8所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空盒體底面固設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上能夠與外部發(fā)熱電子元件的散熱面緊密貼合的導(dǎo)熱板，該導(dǎo)熱板嵌入所述真空盒體底面，或者是開設(shè)于所述真空盒體底面用于嵌入發(fā)熱電子元件散熱面的專用凹陷的底面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的導(dǎo)熱板是由具有良好導(dǎo)熱性能的金屬板或有機(jī)軟板制成的矩形或圓形。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或8所述的外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，其特征在于所述的真空盒體底面還開設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的開孔，該開孔中嵌入與其尺寸相匹配的器件基板，該器件基板的周邊與真空盒體底面嚴(yán)密封接；所述器件基板位于所述真空盒體內(nèi)的表面上設(shè)有集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯；所述集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯的引腳線設(shè)置在所述器件基板位于真空盒體外側(cè)的表面上；所述吸液芯為電絕緣并敷設(shè)在所述集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯上；所述液體工質(zhì)為電絕緣材料，并與所述集成電子線路或電子元件的內(nèi)芯材料化學(xué)相容、電相容。
全文摘要
一種外側(cè)導(dǎo)流集成熱管散熱器，它包括一用于吸熱的密閉的真空盒體，真空盒體的表面上豎立固設(shè)有一個(gè)以上通過底端與真空盒體內(nèi)腔貫通的真空散熱板；真空散熱板之間的夾縫構(gòu)成冷卻流體通道；真空散熱板之間焊接設(shè)置有散熱鰭片；真空盒體內(nèi)灌裝有液體工質(zhì)；真空盒體的內(nèi)側(cè)表面及真空散熱板的內(nèi)壁上敷設(shè)有能夠吸附液體的吸液芯；冷卻流體通道的端面上固定覆蓋有擋流板；鰭片順冷卻流體的流動(dòng)方向設(shè)置在冷卻流體通道中。本實(shí)用新型通過多個(gè)真空散熱板及擋流板在灌裝有液體工質(zhì)的真空盒體的外側(cè)構(gòu)成可控制冷卻流體定向流動(dòng)的通道，改變了傳統(tǒng)的散熱方式，提高了散熱器的傳熱效率。
文檔編號(hào)H01L23/34GK1670950SQ200410008659
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者楊洪武 申請(qǐng)人:楊洪武