專利名稱：一種散熱片及其形成的方法和組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱片和形成此散熱片的方法和組件。本發(fā)明的散熱片預(yù)定裝入電氣/電子裝置中，形成一種用于消散由此裝置內(nèi)的電氣/電子器件產(chǎn)生的熱量的裝置。
在電氣/電子的裝置中使用的散熱片具有許多不同的形狀和尺寸。然而，這樣的散熱片通?？梢苑譃閮山M。第一組包括較小的散熱片。這種散熱片一般是用薄板金屬材料采用沖切坯料和彎曲此坯料的邊緣形成翅片等方法形成的。這樣的散熱片的散熱性有限，但制造費(fèi)用低廉。
第二組包括設(shè)計(jì)有最佳散熱性相對較大的散熱片。它們使用在空間條件要求嚴(yán)格的地方，因此散熱效率必須是最佳的。這樣的散熱片通常由具有整體翅片構(gòu)件的擠壓的金屬構(gòu)件形成。翅片構(gòu)件可被機(jī)加工以便提供具有比有薄片金屬散熱片更復(fù)雜的翅片排列等的散熱片。然而，擠壓構(gòu)件的費(fèi)用占以這種方式制造散熱片總費(fèi)用的相當(dāng)大的比例。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種形成廉價(jià)散熱片的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有良好散熱性的散熱片。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種容易重復(fù)利用的散熱片。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種由大體平的底部構(gòu)件和至少一個(gè)翅片構(gòu)件組裝的散熱片，所述翅片構(gòu)件由至少一個(gè)翅部分和一個(gè)與翅部分成一個(gè)角度延伸的底部分構(gòu)成，其中所述翅片構(gòu)件通過其底部分固定到底部構(gòu)件上，使得底部分與底部構(gòu)件是共平面的和翅部分一般是從底部構(gòu)件向外延伸并且底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件由導(dǎo)熱材料制成。
底部構(gòu)件最好具有一般“L”形、“U”形或“Z”形的橫斷面。
底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件最好是由相同的導(dǎo)熱材料制成。
導(dǎo)熱材料最好是金屬材料。
此金屬材料最好是鋁。
翅片構(gòu)件最好有一般“L”形、“U”形或“Z”形橫斷面。
散熱片可以包括多個(gè)間隔開的翅片構(gòu)件。
翅片構(gòu)件可以在底部構(gòu)件的同一側(cè)被間隔開。
翅片構(gòu)件可通過鍛造或鉚接該翅片底部分到底部構(gòu)件上而被固定在底部構(gòu)件上。
散熱片可以包括與底部構(gòu)件和/或翅片構(gòu)件整體形成的裝置，使能將散熱片安裝在一個(gè)印刷線路板上(pcb)或連到一個(gè)電子器件上。
或者，散熱片裝有可拆開的夾緊裝置，此裝置連到底部構(gòu)件和/或翅片構(gòu)件上，使散熱片能安裝在印刷線路板上或連到一個(gè)電子器件上。
夾緊裝置可以是可焊接的材料，此材料是一種與散熱片的導(dǎo)熱材料不同的材料。
底部構(gòu)件可用板材沖切形成，或可以包括擠壓構(gòu)件的切斷部分。
翅片構(gòu)件可以用板材沖切形成，或可以包括擠壓構(gòu)件的切斷部分。
至少一個(gè)翅片構(gòu)件/部分可以包括多個(gè)間隔開的針狀翅部分。
針狀翅部分可被扭轉(zhuǎn)而位于相對于翅片構(gòu)件/部分所在的平面成一定角度的相應(yīng)平面上。
散熱片可以這樣裝配，使得相鄰的翅片構(gòu)件/部分的相應(yīng)針狀翅部分在橫方向上排成一直線。
或者，相鄰的翅片構(gòu)件/部分的相應(yīng)針狀翅部分可以是交錯(cuò)排列的。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種組裝散熱片的方法，方法包括將至少一個(gè)翅片構(gòu)件固定到一般平的底部構(gòu)件上，使得翅片構(gòu)件的底部分與底部構(gòu)件共平面，并且翅片構(gòu)件的翅部分從底部構(gòu)件向外延伸，其中底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件用導(dǎo)熱材料制作。
在底部構(gòu)件最好有一般“L”形、“U”形或“Z”形的橫斷面。
本發(fā)明的方法最好包括使用相同導(dǎo)熱材料制作的底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件。
本發(fā)明第二個(gè)方面的組裝散熱片方法的其他特性與本發(fā)明第一方面的散熱片的附屬特性相同。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種用于形成散熱片的組件，所述組件包括一個(gè)一般平的底部構(gòu)件和至少一個(gè)翅片構(gòu)件，所述翅片構(gòu)件由至少一個(gè)翅部分和一個(gè)底部分組成，底部分相對于翅部分以一定角度延伸，其中底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件由導(dǎo)熱材料制成。
底部構(gòu)件最好有一般“L”形、“U“形或“Z”形的橫斷面。
底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件最好由相同的導(dǎo)熱材料制成。
本發(fā)明的第三方面散熱片組件的其他特性與本發(fā)明第一方面的散熱片的附屬特性相對應(yīng)。
本發(fā)明的前述的和另外的特性從下面以舉例方式參照附圖所作的優(yōu)選實(shí)施方案的敘述可以更易理解，其中
圖1是按照本發(fā)明的散熱片的第一實(shí)施方案的平面圖；圖2是沿圖1的A-A線的斷面圖；圖3是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的橫向斷面圖；圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的橫向斷面圖；圖5是本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方案的橫向斷面圖；圖6是一個(gè)散熱片的局部視圖，示出一個(gè)整體形成的附屬裝置；圖7是一個(gè)散熱片的局部視圖，示出一個(gè)可拆開的夾緊裝置；圖8是按照本發(fā)明的散熱片的又另外一個(gè)實(shí)施方案的平面圖，示出針狀翅片排列；圖9是沿圖8的B-B線的斷面圖；圖10是按照本發(fā)明的散熱片的又一個(gè)實(shí)施方案，示出一個(gè)可替換圖9排列的針狀翅片排列；圖11是沿圖10C-C線的斷面圖；圖12是一個(gè)翅片構(gòu)件的平面圖，示出被扭轉(zhuǎn)的針狀翅片結(jié)構(gòu)；和圖13是沿圖12的D-D線的斷面圖。
在圖1和2中示出按照本發(fā)明的散熱片1的第一個(gè)實(shí)施例。散熱片1包括由導(dǎo)熱材料制成的底板10，也是由導(dǎo)熱材料制成的多個(gè)“U”形翅片構(gòu)件12固定在該底板上。每個(gè)翅片構(gòu)件12包括由底部分12b連接的兩個(gè)共平面的翅部分12a。翅片構(gòu)件12由其底部分12b固定到底板10上。翅片構(gòu)件12可以通過包括鍛造和鉚接的任何適宜的手段固定到底板10上。將翅片構(gòu)件12固定在底板10上的優(yōu)選的手段是用“自身鉚接”，因此在沿每個(gè)翅片構(gòu)件12的底部分12b的預(yù)定點(diǎn)上，穿孔工具將部分所述的底部分12b移置進(jìn)入預(yù)先在底板10上形成的相應(yīng)的凹陷處或孔中。
例如，使用“U”形翅片構(gòu)件12而不使用“L”形或“Z”形構(gòu)件在這點(diǎn)是有利的，即對給定數(shù)量的向上延伸的翅部分12a而言，它將把所述翅片構(gòu)件12固定到所述底板10上所需要的穿孔操作減至最少。然而，也可用“U”形、“L”形或“Z”形翅片構(gòu)件12(未示出)或它們的任意組合來組裝散熱片1這樣能使散熱片1有奇數(shù)的翅部分12a被形成。
最好是，底板10和翅片構(gòu)件12由相同的導(dǎo)熱材料制成。由于用相同導(dǎo)熱材料，例如鋁，制做底板10和翅片構(gòu)件12，所提供的散熱片1展示出一種加強(qiáng)的散熱性，超過已知結(jié)構(gòu)的相對小的散熱片。部分是由于鋁翅片構(gòu)件12的較好的導(dǎo)熱性，但也是由于在由相同金屬材料制成的翅片構(gòu)件12和底板10之間良好的熱接觸。
像這樣的散熱片1更容易反復(fù)使用因?yàn)椴恍枰獙⒊崞瑯?gòu)件12從底板10上拆卸下來。這點(diǎn)在法律要求這類產(chǎn)品要反復(fù)使用的國家是一個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)。在底板10和翅片構(gòu)件12不是由相同的導(dǎo)熱材料制成的地方必須將翅片構(gòu)件12從底板10上拆卸下來。這點(diǎn)需要?jiǎng)诹Σ⑶沂琴M(fèi)錢的。這種勞力費(fèi)用可以高于回收材料的價(jià)值。
然而，驚奇地是，由相同金屬材料的翅片構(gòu)件12和底板10形成散熱片1也帶來其他顯著的優(yōu)點(diǎn)。與利用不同的金屬例如鋼和鋁作的散熱片相比，散熱片1有較高的抗腐蝕性。另一個(gè)意外的優(yōu)點(diǎn)是消除了由散熱片發(fā)熱所引起的雙金屬彎曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在使用不同金屬的散熱片中可能減小在翅片構(gòu)件和底板之間的熱接觸，甚至使翅片構(gòu)件從底板上脫離。
在下面其他實(shí)施方案的敘述中，相同的數(shù)字用于標(biāo)注相同的部件。
圖3至5示出幾個(gè)按照本發(fā)明的散熱片1的其他實(shí)施方案，它們的各自特點(diǎn)是底板10分別有“L”形、“U”形和“Z”形橫向斷面。底板10的樣式是這樣的，即它至少提供一個(gè)附加的翅部分12d此部分與底板10是整體的。此附加的翅部分12d沒有附加熱接點(diǎn)的障礙而提供了翅片構(gòu)件12與底板10的簡化了的組合件。更重要的是，至少一個(gè)整體的翅部分12d增強(qiáng)了這樣形成的散熱片1的剛性。翅片構(gòu)件12可以包括示于圖中的“L”形構(gòu)件或“Z”形構(gòu)件、“U”形構(gòu)件。
在這些實(shí)施例中，底板10和組合的翅片構(gòu)件12優(yōu)選地是由相同的金屬材料(鋁)制成以便提供前述第一實(shí)施例(圖1和2)的一些優(yōu)點(diǎn)。然而，對于某些應(yīng)用來說底板10由鋁制成而組合的翅片構(gòu)件12由更廉價(jià)的鋼制成也可是足夠的。
散熱片1適于安裝在一個(gè)印刷線路板上(未示出)或連到一個(gè)電氣/電子器件上(未示出)。散熱片1可以包括能使它與印刷線路板形成摩擦配合的裝置。圖6示出一種包括一個(gè)銷釘或針14的散熱片1的局部視圖，銷釘或針14與翅片構(gòu)件12整體形成，能使散熱片安裝在印刷線路板上。針14與印刷線路板上的一個(gè)孔形成摩擦配合并因此散熱片可容易回收加以重復(fù)使用。
或者，可通過將針14焊在印刷線路板內(nèi)的孔中而裝上散熱片。很明顯，散熱片1可以有一個(gè)以上的安裝針14，并且各針可以與各翅片構(gòu)件12和/或底板10整體構(gòu)成。
在翅片構(gòu)件12和/或底板10的材料是不能焊接的情況下，仍然能通過焊接將散熱片1安裝在印刷線路板上。這可以依靠一個(gè)夾緊構(gòu)件16來實(shí)現(xiàn)，此夾緊構(gòu)件與翅片構(gòu)件12和/或底板10嚙合。圖7示出一個(gè)散熱片的局部視圖，在此散熱片中一個(gè)夾緊構(gòu)件16插入在底板10的邊緣10a內(nèi)形成的槽18中。這樣散熱片1可從夾緊構(gòu)件16上拆卸下來。這種裝配也能使散熱片1容易回收使用。很明顯，夾緊構(gòu)件16必須由可焊接材料制成。也將會(huì)意識到夾緊構(gòu)件16也適于與翅片構(gòu)件12嚙合以便安裝散熱片1。
圖8和9示出按照本發(fā)明的散熱片1的又一個(gè)實(shí)施例，在此散熱片中翅片構(gòu)件12的翅部分12a各包括多個(gè)間隔開的針狀翅部分12c。這些針狀翅部分是通過從每個(gè)翅部分12a上除去若干部分形成的。翅片構(gòu)件12由板材的壓切坯料形成時(shí)，針狀翅部分12c在坯料切割階段形成。散熱片被設(shè)計(jì)成具有針狀翅片結(jié)構(gòu)，對某些應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化了散熱片的散熱特性。與已知散熱片設(shè)計(jì)中遇到的情況相反，在很少額外花費(fèi)的情況下便可以達(dá)到設(shè)計(jì)靈活性。在圖8和9圖解的實(shí)施方案中針狀翅部分12c沿散熱片1的寬度排成一條直線。
圖10和11示出按照本發(fā)明的散熱片1的又一個(gè)實(shí)施例，在此散熱片中相鄰排的針狀翅部分12c沿散熱片1的寬度交錯(cuò)排列的。
用于形成本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種翅片構(gòu)件12在圖12和13中被圖解。針狀翅部分12c被這樣扭曲，使得它們所處的各個(gè)平面與沿翅片構(gòu)件12的中心軸線的平面成一定角度。雖然示于圖12和13中的針狀翅部分12c已通過從翅片構(gòu)件12的翅部分12a切去部分材料而被間隔開，但應(yīng)意識到，所述的針狀翅部分12c可以通過在翅部分12a內(nèi)形成間隔開的切開線，然后進(jìn)行扭曲形成針狀翅部分12c。這點(diǎn)也說明了用本發(fā)明可得到的寬的設(shè)計(jì)自由度。
本發(fā)明提供的散熱片的結(jié)構(gòu)和性能類似于由擠壓構(gòu)件機(jī)加工的大尺寸高成本散熱片，但本發(fā)明在成本上明顯地不高于低廉的小尺寸板材散熱片。
權(quán)利要求
1.由一個(gè)一般是平的底部構(gòu)件和至少一個(gè)翅片構(gòu)件組合的散熱片，該翅片構(gòu)件由至少一個(gè)翅部分和一個(gè)底部分組成，該底部分與翅片部分成一定角度延伸，其特征在于，翅構(gòu)件通過其底部分這樣固定到底部構(gòu)件上，即使得底部分與底部構(gòu)件共平面，而翅部分從底部構(gòu)件一般向外延伸，并且底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件由導(dǎo)熱材料制成。
2.如權(quán)利要求1中所述的散熱片，其特征在于，底部構(gòu)件有一般是“L”形、“U”形或“Z”形的橫斷面。
3.如權(quán)利要求1或2中的散熱片，其特征在于，底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件是由相同的導(dǎo)熱材料制成的。
4.如權(quán)利要求3中的散熱片，其特征在于，導(dǎo)熱材料是一種金屬材料。
5.如權(quán)利要求4中的散熱片，其特征在于，此金屬材料是鋁。
6.如上述任一權(quán)利要求中的散熱片，其特征在于，翅片構(gòu)件有一般是“L”形、“U”形或“Z”形的橫斷面。
7.如上述任一權(quán)利要求中的散熱片，其特征在于，它包括多個(gè)間隔開的翅片構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求7中的散熱片，其特征在于，各翅片構(gòu)件在底部構(gòu)件的同一側(cè)上被間隔開。
9.如權(quán)利要求7或8中的散熱片，其特征在于，翅片構(gòu)件通過將其底部分鍛造或鉚接到底部構(gòu)件上而被固定在底部構(gòu)件上。
10.如上述任一權(quán)利要求中的散熱片，其特征在于，它包括與底部構(gòu)件和/或一個(gè)翅片構(gòu)件整體形成的裝置，該裝置能使得散熱片安裝在印刷線路板(pcb)上或連到一個(gè)電子器件上。
11.如在權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)中的散熱片，其特征在于，散熱片裝有可拆開的夾緊裝置，此夾緊裝置固定于底部構(gòu)件和/或翅片構(gòu)件，能使散熱片安裝在印刷線路板上或連到一個(gè)電子器件上。
12.如權(quán)利要求11中的散熱片，其特征在于，夾緊裝置是由一種可焊接材料構(gòu)成的，此材料是一種與散熱片的導(dǎo)熱材料不同的材料。
13.如在上述任一權(quán)利要求中的散熱片，其特征在于，底部構(gòu)件是用板材沖切形成的或包括一個(gè)擠壓構(gòu)件的切口部分。
14.如在權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)中的散熱片，其特征在于，翅片構(gòu)件用板材沖切形成，或包括一個(gè)擠壓構(gòu)件的切口部分。
15.如在權(quán)利要求7至14中任一項(xiàng)的散熱片，其特征在于，至少一個(gè)翅片構(gòu)件/部分包括多個(gè)間隔開的針狀翅部分。
16.如在權(quán)利要求15中的散熱片，其特征在于，針狀翅部分被扭曲成位于與翅片構(gòu)件/部分所在的平面成一定角度的相應(yīng)平面內(nèi)。
17.如在權(quán)利要求15中的散熱片，其特征在于，散熱片是這樣組裝的，即使得相鄰的翅片構(gòu)件/部分的對應(yīng)的各針狀翅部分在橫向方向排成一行。
18.如在權(quán)利要求16中的散熱片，其特征在于，相鄰的翅片構(gòu)件/部分的相應(yīng)針狀翅部分是交錯(cuò)排列的。
19.組裝一個(gè)散熱片的方法，包括把至少一個(gè)翅片構(gòu)件這樣固定到一般是平的底部構(gòu)件上，使得翅片構(gòu)件的底部分與底部構(gòu)件處于同一平面，并且翅片構(gòu)件的翅部分從底部構(gòu)件向外延伸，其特征在于，底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件是由導(dǎo)熱材料制成的。
20.如在權(quán)利要求16中的方法，其特征在于，底部構(gòu)件有一般是“L”形、“U”形或“Z”形的橫斷面。
21.如在權(quán)利要求19或權(quán)利要求20中的方法，其特征在于，方法包括使用相同導(dǎo)熱材料制成的底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件。
22.用于形成散熱片的組合件，包括一般是平的底部構(gòu)件和至少一個(gè)翅片構(gòu)件，該翅片構(gòu)件由至少一個(gè)翅部分和以一個(gè)角度從翅部分延伸的底部分組成。
23.如在權(quán)利要求22中的組合件，其特征在于，底部構(gòu)件有一般是“L”形、“U”形或“Z”形橫斷面。
24.如在權(quán)利要求22或權(quán)利要求23中的組合件，其特征在于，底部構(gòu)件和翅片構(gòu)件是由相同的導(dǎo)熱材料制成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由平形底部構(gòu)件(10)和一些翅片構(gòu)件(12)組裝的散熱片(1)。每個(gè)翅片構(gòu)件有至少一個(gè)翅部分(12a)和一個(gè)與翅部分形成一定角度延伸的底部分(12b)。通過底部分將翅片構(gòu)件連到底部構(gòu)件上,底部分在固定的情況下與底部構(gòu)件處于同一個(gè)平面。翅片構(gòu)件和底部構(gòu)件是由導(dǎo)熱材料并最好由相同的材料制成。翅片構(gòu)件在各翅片構(gòu)件的各個(gè)平面的方向預(yù)先形成多個(gè)針狀翅部分。針狀翅部分增強(qiáng)了散熱片的散熱性。
文檔編號H01L23/36GK1184558SQ9619394
公開日1998年6月10日 申請日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月16日
發(fā)明者羅賓·道格拉斯·約翰遜, 弗朗西斯·愛德華茲·費(fèi)希爾 申請人:瑞堡德合金有限公司