專利名稱：大功率散熱模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱模組，尤其涉及一種對LED、CPU、GPU、芯片組、功率半導體、電 路板或多芯片封裝等電子元件散熱的大功率散熱模組。
背景技術：
業(yè)內采用散熱模組來對電子元件進行散熱，目前最基本的散熱模組，是基于熱傳 導的原理所設計鰭片式結構，散熱模組與電子元件相接觸，以接收電子元件工作時散發(fā)的 熱量，將熱量傳遞到鰭片組，由鰭片組將熱量散發(fā)到空氣中。鰭片與空氣接觸的面積及數(shù)量 影響著散熱模組的散熱效率，然而受限于現(xiàn)有技術的問題，這種最基本的散熱模組結構，僅 能實現(xiàn)功率約100W的電子元件的散熱，對于更大功率的電子元件，散熱模組就需要增設如 風扇或其他的輔助結構，通過增加空氣流動速度，或采用其他熱傳導方式來提高散熱效果， 以實現(xiàn)大功率電子元件的散熱。然而，對于某些電子元件如LED來說，風扇的使用壽命會遠 遠短于這些電子元器件的使用壽命，因此風扇式的散熱模組，往往在電子元件仍正常工作 的時候，風扇就已損壞，使得不能夠與電子元件的工作壽命合理的配合，以達到合格的使用 效果。而針對基本結構的大功率散熱模組的合理設計，一直是業(yè)內研究的重點與難點。

發(fā)明內容
為解決非風扇式散熱模組散熱效率不足的問題，本發(fā)明提供了一種高效率的散熱 模組。本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術方案是大功率散熱模組，用于對一發(fā)熱元件進行散熱，包括一均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對稱于平整段兩端， 且與平整段垂直的兩插入段；—散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復數(shù)個散熱鰭片，以及設置于該中心 部位的插孔；其中，所述均熱板的兩插入段插入固定于所述散熱鰭片組的插孔內，并與插孔內壁貼 合，使所述均熱板與所述散熱鰭片組固定連接。作為本發(fā)明的進一步改進，均熱板的每一插入段的橫截面分別呈現(xiàn)朝外凸起的圓 弧形，使兩插入段整體組合為一具有對稱缺口的圓環(huán)形，相應的，所述散熱鰭片組的插孔為 分別與兩插入段形狀相配的兩弧形孔。進一步，散熱鰭片組的兩插孔有部分相互連通。上述散熱鰭片組的的兩插孔，其連通處通過弧形面過渡。作為本發(fā)明的進一步改進，均熱板的平整段與其兩端的插入段之間具有向中心收 縮的過渡段。所述散熱鰭片組中心部位的端面上設有凹入的容置腔，用以容置定位均熱板的過渡段，所述插孔由容置腔內部開設。作為本發(fā)明的進一步改進，復數(shù)個散熱鰭片圍繞中心部位呈環(huán)形排列，使散熱鰭 片組整體呈現(xiàn)圓筒形。上述的散熱鰭片組的散熱鰭片為平面片狀。或另一方案，上述的散熱鰭片組的散熱鰭片端部呈分叉狀?；蛄硪环桨?，上述的散熱鰭片組的相鄰的散熱鰭片之間設有連接壁，連接臂與兩 相鄰散熱鰭片共同圍成通孔?；蛄硪环桨?，上述的散熱鰭片組的復數(shù)散熱鰭片均為朝向同一圓周方向彎曲的弧 形片狀。上述散熱鰭片組為一體成型結構或分體式結構。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，均熱板內部具有密閉內腔，內腔壁上附著有粉末燒結部， 且內腔內填充有工作液，具有液氣兩相變化之功能。上述的均熱板的內腔內設置有支撐結構。本發(fā)明所述的發(fā)熱元件為LED、CPU、GPU、芯片組、功率半導體或集成有電子元件的 電路板。16、根據(jù)權利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述插入段與插孔焊接固定。上述散熱鰭片組的插孔由容置腔通至中心部位的另一端面。進一步，均熱板的平整段略凸起于散熱鰭片組中心部位的端面，使平整段側邊與 中心部位之間留有連通至容置腔及插孔的縫隙。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提供的散熱模組，為鰭片式基本結構的改良，配合 具備特定形狀的均熱板，合理利用了均熱板來固定發(fā)熱元件，及由均熱板最大效率的將熱 量傳導給散熱鰭片組，以利用散熱鰭片組的對流及與周圍空氣的熱交換，達到良好的散熱 效果，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不使用風扇的情況下，本發(fā)明就能夠直接應用于100W以上 的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散熱。


下面參考附圖和具體實施方式
作進一步描述圖1為本發(fā)明的拆分結構示意圖；圖2為本發(fā)明中均熱板的結構示意圖；圖3為本發(fā)明中均熱板的內部結構剖視圖；圖4為本發(fā)明中散熱鰭片組的結構示意圖；圖5為本發(fā)明散熱鰭片組第一種實施例的側面結構圖；圖6為本發(fā)明散熱鰭片組第二種實施例的側面結構圖；圖7為本發(fā)明散熱鰭片組第三種實施例的側面結構圖；圖8為本發(fā)明中一種應用的實施例的拆分結構示意圖；圖9為本發(fā)明中一種應用的實施例的立體結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種大功率散熱模組包括一均熱板1及一散熱鰭片 組2，其中參考圖2，該均熱板1經(jīng)過壓制成型為特定形狀，具有一放置發(fā)熱元件的平整段 11，以及對稱設置于平整段11兩端的兩插入段12，該兩插入段與平整段呈相互垂直的位置 關系；參考圖4，該散熱鰭片組2為金屬材料的一體成型式結構，也可以為分體式由多個散 熱鰭片組成的結構，材料例如采用鋁，具備良好導熱性，其主要由一中心部位21及圍繞該 中心部位21位排列的復數(shù)個散熱鰭片22組成，中心部位21設有與均熱板1的兩插入段 12對應的插孔23，用于插裝固定均熱板1，并且在插入后，內壁與插入段12貼合，使熱量能 夠順暢傳導，其中作為較優(yōu)實施方案，插入段12與插孔23在裝配過程中，可以采用貼片焊 接方式，即在插入段12或插孔23涂敷焊膏，再進行回爐加熱，使得均熱板1與散熱鰭片組 2焊接固定，采用該方案，在加熱工程中，內部中空的加熱板11因熱脹冷縮而具有一膨脹作 用，因此可以和散熱鰭片組2緊密貼合在一起，達到良好散熱效果。均熱板1作為本發(fā)明重要的組成部分，是一種具備優(yōu)秀熱傳導效率的元器件，如圖3 所示，均熱板1 一般為具有內部密閉內腔101的金屬結構，在內腔101內填充有工作液，且內 腔101的壁上附著有粉末燒結部102，并在內腔101內設有支撐整體強度的支撐結構，均熱板 1內部的工作液具有液-氣兩相變化功能，在接觸發(fā)熱元件的平整段11，受熱后工作液升華成 為氣體而吸收熱量，在流到兩側的插入段12凝固而散發(fā)熱量，達到熱傳導的功能。為得以最好的散熱效率，作為優(yōu)選的方案，均熱板1兩側插入段12的橫截面分別 呈現(xiàn)朝外凸起的圓弧形，使兩插入段12整體組合為一類似圓環(huán)形的筒狀，一般情況下僅是 兩者互不接觸，令圓筒形狀分成了兩半而不完整，在兩側具有一對對稱的缺口，如圖5 圖 6所示，相應的散熱鰭片組2的插孔23為與兩插入段12形狀相配的兩弧形孔；且優(yōu)選的所 述兩插入段12相互連通，并通過弧形面過渡，使得熱量不會朝散熱鰭片組2的中心部位傳 導而造成熱量積累，且在具體連接時中空部分可以用于發(fā)熱元件的走線；當然，為了保證所 固定的均熱板1不會轉動或動搖，插孔23之間可采用部分連通，即應該保證插孔23仍具有 限位固定的插入段12孔型，以保證固定功能。另外作為優(yōu)選的方案，均熱板1在裝配于散熱鰭片組2時選擇沒入安裝式為宜，以 得到熱量的充分傳導，因此本發(fā)明的較優(yōu)選方案為，均熱板1的述平整段11與其兩端的插 入段12之間具有向中心收縮的過渡段13，為使得壓制方便可設計為逐漸收口過渡的結構， 兩過渡段13接近平整段11的一側較寬，接近插入段12的一側則較窄，因此可以作為一限 位于散熱鰭片組2的結構；相應的如圖中所示的，散熱鰭片組2的中心部位21 —側的端面 上設有一容置腔210，該容置腔210大小適宜于與兩過渡段13組成的寬度相適宜，同時，插 孔23開設與容置腔210的槽底部，在裝配均熱板1時，平整段11及兩過渡段13正好可以 裝入容置腔210內，同時插入段12可以經(jīng)容置腔210插入插孔23進行固定，并保證容置腔 210對兩過渡段13的限位。實際結構中，還可優(yōu)選方案為插孔23設計為通孔，由散熱鰭 片組2的中心部位21的一側，容置腔210的槽底，貫通至中心部位21的另一側的端面，使 得散熱鰭片組2整體具備中空通孔，利于散熱，并且，可配合平整段11略凸起于中心部位21 端面的結構，以在平整段11側邊留有連通至容置腔210及插孔12的縫隙，可用于發(fā)熱元件 的走線。本發(fā)明的散熱鰭片組2的較優(yōu)結構如圖5 圖7所示，由復數(shù)個散熱鰭片22圍繞中心部位21呈環(huán)形排列，使散熱鰭片組2整體呈現(xiàn)圓筒形，具體的，可細分為以下幾種如圖5的最基本結構，散熱鰭片22為平面狀，垂直于中心部位21進行分布；或如圖6所示，散熱鰭片22端部可呈分叉狀，以增加和空氣接觸的面積，提高散熱 效果；且還可以在相鄰的散熱鰭片22之間設有連接壁220，使得連接臂220與兩相鄰散熱 鰭片22共同圍成通孔221，空氣沿著通孔221以垂直方向的通過而造成空氣對流現(xiàn)象，形成 煙囪效應，以得到更好的散熱效果；又如圖7所示，散熱鰭片22還可采用為朝向同一圓周方向彎曲的弧形狀，使得經(jīng) 過散熱鰭片22縫隙之間的空氣均朝向一個方向流動，增加流動。參照圖8及圖9，本發(fā)明所應用的發(fā)熱元件3，可以為LED、CPU、GPU(Graphic Processor Unit)、芯片組、功率半導體或集成有電子元件的電路板，均可采用直接貼在設 平整段11上，并采用貼片式固定，如圖中所示，應用于LED芯片的實施方式，可在散熱鰭片 組2的中心部位21圍繞發(fā)熱元件3安裝一蓋板41，可采用螺釘與散熱鰭片組2固定連接， 并在上方配合密封圈42安裝一帶透鏡的上蓋43，整體形成密封防水結構，其中LED芯片的 走線可以從兩平整段11之間連到散熱鰭片組2的后部，再引出。經(jīng)驗證采用本發(fā)明所提供的散熱模組，相同功率的發(fā)熱元件，工作時溫度可以降 低10°C以上，可見其良好的散熱效果。當然，針對某些發(fā)熱元件，本發(fā)明還可以配合風扇來使用，例如風扇可裝配在散熱 鰭片組2的一端(圖中未視出)，以大大提高散熱效率。本發(fā)明為傳統(tǒng)的鰭片式散熱模組結構的改良，配合具備特定形狀的均熱板，且合 理利用了均熱板來固定發(fā)熱元件及熱傳導，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不必使用風扇的情況 下，本發(fā)明就能夠直接應用于100W以上的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散 熱；而若配合風扇使用，則效果更為優(yōu)越。應注意的是，上述只是闡述了本發(fā)明較優(yōu)的實施方式，因此并不視為本發(fā)明唯一 的保護范圍，惟應了解的是在不脫離本發(fā)明的保護范圍內，對于本發(fā)明所屬技術領域中具 有通常知識者而言，仍得有許多變化及修改。因此，本發(fā)明并不限制于所揭露的實施例，而 是以權利要求的保護范圍記載為準，即不偏離本發(fā)明申請專利范圍所為之均等變化與修 飾，應仍屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
權利要求
大功率散熱模組，用于對一發(fā)熱元件進行散熱，其特征在于包括一均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對稱于平整段兩端，且與平整段垂直的兩插入段；一散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復數(shù)個散熱鰭片，以及設置于該中心部位的插孔；其中，所述均熱板的兩插入段插入固定于所述散熱鰭片組的插孔內，并與插孔內壁貼合，使所述均熱板與所述散熱鰭片組固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的每一插入段的 橫截面分別呈現(xiàn)朝外凸起的圓弧形，使兩插入段整體組合為一具有對稱缺口的圓環(huán)形，相 應的，所述散熱鰭片組的插孔為分別與兩插入段形狀相配的兩弧形孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的平整段與其兩 端的插入段之間具有向中心收縮的過渡段。
4.根據(jù)權利要求3所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組中心部位的 端面上設有凹入的容置腔，用以容置定位均熱板的過渡段，所述插孔由容置腔內部開設。
5.跟進權利要求1 4中任意一項權利要求所述的大功率散熱模組，其特征在于所 述復數(shù)個散熱鰭片圍繞中心部位呈環(huán)形排列，使散熱鰭片組整體呈現(xiàn)圓筒形。
6.根據(jù)權利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的散熱鰭片 為平面片狀。
7.根據(jù)權利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的散熱鰭片 端部呈分叉狀。
8.根據(jù)權利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的相鄰的散 熱鰭片之間設有連接壁，連接臂與兩相鄰散熱鰭片共同圍成通孔。
9.根據(jù)權利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的復數(shù)散熱 鰭片均為朝向同一圓周方向彎曲的弧形片狀。
10.根據(jù)權利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組為一體成型 結構或分體式結構。
11.根據(jù)權利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板內部具有密閉內 腔，內腔壁上附著有粉末燒結部，且內腔內填充有工作液，具有液氣兩相變化之功能。
12.根據(jù)權利要求11所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的內腔內設置 有支撐結構。
13.根據(jù)權利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述插入段與插孔焊接固定。
14.根據(jù)權利要求4所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的插孔由容 置腔通至中心部位的另一端面。
全文摘要
大功率散熱模組，包括均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對稱于平整段兩端，且與平整段垂直的兩插入段；散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復數(shù)個散熱鰭片，以及設置于該中心部位的插孔；兩插入段插入固定于所述插孔內，并與插孔內壁貼合，述均熱板與散熱鰭片組固定連接。本發(fā)明所提供的散熱模組，配合具備特定形狀的均熱板，合理利用了均熱板來固定發(fā)熱元件，及由均熱板最大效率的將熱量傳導給散熱鰭片組，以利用散熱鰭片組的對流及與周圍空氣的熱交換，達到良好的散熱效果，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不使用風扇的情況下，本發(fā)明就能夠直接應用于100W以上的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散熱。
文檔編號H01L23/367GK101986775SQ20101050459
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者李克勤, 陳宏杰 申請人:中山偉強科技有限公司