專利名稱：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，尤其是一種熱管嵌入基板上的熱管散熱器。
背景技術(shù)：
熱管這項技術(shù)早在1963年就在位于美國的losalamos國家實驗室中誕生了。其發(fā)明人是G.M.Grover。熱管屬于一種高效傳熱元件，它充分利用了物體在相變時大量吸收和釋放熱量的特性的快速熱傳導性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱體的熱量迅速傳遞到散熱片，其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力。例如銅棒的熱通量是46.75w/cm2，而標準水熱管的軸向熱通量670w/cm2，高達14倍之多。這項始于航天工程和軍事裝備應用的經(jīng)過二、三十年的熱管技術(shù)，一出現(xiàn)立刻引起了電力半導體器件和超大規(guī)模集成電路的青睞?，F(xiàn)在一般采用由基板、熱管和散熱片組成的插片式熱管散熱器。其中基板(又被稱之為受熱板這種叫法不全面)在熱傳遞方面起到了從半導體器件接受熱量，經(jīng)過基板的擴展，提供給熱管(從這個意義上是供熱板)從電的角度基板又是一個引出端，起到導電板的作用；從機械角度，又起著安裝板的作用。由于是民用產(chǎn)品考慮產(chǎn)品的成本，其基板和散熱板一般采用鋁材，這是因為銅的密度為8954kg/m3，而鋁僅為2707kg/m3，二者相差3.3倍，而每噸的價格又相差近一倍，所以同樣的體積時，銅鋁的價格相差6倍多，而二者導熱率銅為386w/m.℃，鋁為204w/m.℃僅高出一倍還不到。所以，除非在某些高檔產(chǎn)品和軍工產(chǎn)品上基板全部采用銅材，一般情況下都是采用鋁材。
上述現(xiàn)有技術(shù)的熱管散熱器，無論采用單一的銅或鋁材質(zhì)的基板，都具有加工簡單這樣一個優(yōu)點，但各自都有其優(yōu)、缺點(一)如果采用銅材，缺點是重量重、成本高；優(yōu)點是導熱性能好、接觸熱阻小。(二)如果采用鋁材，優(yōu)點是重量輕、成本低；缺點是導熱率低、接觸熱阻大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既具有銅材的導熱率高、熱擴散系數(shù)大等優(yōu)點，又能克服銅基板熱管散熱器成本大幅度增加的熱管散熱器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為熱管散熱器，含散熱片、熱管、基板、裝配孔組成，其特點是在散熱器的基板安裝臺面和熱管之間的導熱通道采用銅材，基板的其余部分則采用鋁材。
所述的一種熱管散熱器，其特點是在鋁質(zhì)基板裝配孔的內(nèi)側(cè)制有凹槽，在凹槽內(nèi)配有銅質(zhì)基板安裝臺面，在銅質(zhì)基板安裝臺面的上端面上配有銅質(zhì)熱管，在數(shù)根銅質(zhì)熱管上嵌裝有數(shù)層鋁質(zhì)散熱片。
所述的一種熱管散熱器，其特點是基板為兩片組裝而成，基板后片為鋁質(zhì)材料，基板前片基板安裝臺面為銅質(zhì)材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果1、由于在安裝臺面和熱管之間的導熱通道采用銅材，二者之間的導熱熱阻可以下降一半；2、在器件與熱管散熱器安裝臺面和基板之間，由原先的銅鋁接觸與銅銅接觸，二者之間的接觸熱阻可以下降一半以上；3、在電的方面，雖然增加了一層銅鋁之間的接觸，但是其接觸面積大，一般為引出端子的接觸面積的3-4倍，而其壓力一般約為2K.N/℃，其引起的接觸電阻大大低于引出端子的接觸電阻，可以忽略不計；4、本發(fā)明繼承了現(xiàn)有技術(shù)插片式熱管散熱器的優(yōu)點，僅僅改變了基板的加工，即由整體式改變?yōu)閺秃鲜?，就可以同時具有銅基板的優(yōu)點。按照熱管散熱器的導熱熱阻和對流換熱熱阻(包括輻射散熱)之比為2-3比7-8，也就是說采用銅鋁復合基板后，其熱阻可以下降10-15％，而其成本的增加一般在10％，具有很高的性價比。


圖1為本發(fā)明的主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1中的A-A向視圖；圖4為圖1中另一實施例的A-A向視圖。
下面結(jié)合附圖詳細描述
具體實施例方式
如圖1-圖3所示，在四根銅質(zhì)熱管1上嵌裝有數(shù)層散熱片2，四根銅質(zhì)熱管1的根部配在基板4頂面的前部，在基板4上設有裝配孔3、6。為降低熱管散熱器的導熱熱阻，在散熱器的基板安裝臺面5和熱管1之間的導熱通道采用銅材，基板4的其余部分則采用鋁材。
上述技術(shù)方案可以采用以下實施例(一)、在鋁質(zhì)基板4裝配孔3的內(nèi)側(cè)制有凹槽，在凹槽內(nèi)配有銅質(zhì)基板安裝臺面5，在銅質(zhì)基板安裝臺面5的上端面上配有銅質(zhì)熱管，在數(shù)根銅質(zhì)熱管上嵌裝有數(shù)層鋁質(zhì)散熱片。
(二)、基板4由兩片組成，通過油壓機壓緊，基板4后片為鋁質(zhì)材料，基板4前片基板安裝臺面5為銅質(zhì)材料，在銅質(zhì)基板安裝臺面5的上端面上配有銅質(zhì)熱管1，在數(shù)根銅質(zhì)熱管1上嵌裝有數(shù)層鋁質(zhì)散熱片2。
工作原理熱管1利用液態(tài)物質(zhì)相變成氣態(tài)物質(zhì)時吸收大量的熱量，氣態(tài)物質(zhì)相變成液態(tài)物質(zhì)時釋放出大量的熱量的特性而制作的。為了能使工質(zhì)的沸點降低(液態(tài)物質(zhì)的沸點隨氣壓的變化而變化，當氣壓為0.006kg/cm2時，水的沸點為0℃，而當氣壓為1.03kg/cm2時，水的沸點為100℃)。同時，熱管1內(nèi)工質(zhì)對熱管1壁體凝結(jié)放熱系數(shù)與管內(nèi)工質(zhì)水蒸汽中不凝結(jié)氣體含量之相對關(guān)系為以水為例，當水蒸汽中的不凝結(jié)的氣體含量為無窮小時的放熱系數(shù)為1；當水蒸汽中的不凝結(jié)的空氣為1％時，則對流放熱系數(shù)僅為0.42；當不凝結(jié)的空氣為3％時，則對流放熱系數(shù)僅為0.2，因而，熱管1腔體內(nèi)應抽真空，更確切地講熱管1腔體內(nèi)排除任何不能與工質(zhì)同時凝結(jié)和沸騰的氣體。在這種理想狀態(tài)下，其對流換熱系數(shù)是流動水的對流換熱系數(shù)7倍左右，風冷時30倍左右，自然冷卻時的1000倍左右。正因為熱管1具有如此良好的熱傳導性能，電力半導體器件和集成電路正在日益廣泛地利用它來做散熱器，解決日漸增大的耗散功率，以確保器件的正常工作。
插片式熱管散熱器的熱阻示意圖如下器件 基板安裝臺面5 基板裝配孔3 熱管1 熱管1腔體 散熱片2 散熱器的表面 空氣從上面的熱阻示意圖中可以看出，采用銅鋁復合基板和鋁基板相比較，器件與散熱器基板安裝臺面5和基板4與熱管1之間的接觸，由銅鋁改為銅銅，按照美國J.P.霍夫曼教授的“熱傳學”一書中表2-1典型表面的接觸熱導中指出，在同為研磨、空氣的表面類型，在接觸熱阻1/hcA均為0.18A℃/W×104時，鋁的表面粗糙度為0.25Mm，而銅的表面粗糙度為3.81Mm，二者對表面粗糙度的要求相差15倍之多，而當銅的表面粗糙度為1.27Mm時，即其的粗糙度為鋁的5倍時，其接觸熱阻1/hcA為0.07A℃/W×104，僅為鋁的接觸熱阻的40％，所以，采用銅基板和鋁基板相比，不但可以使基板4中的熱傳導阻力下降近一半，而且，可以使器件與基板4、基板4與熱管1之間的接觸熱阻下降一半以上。
權(quán)利要求
1.一種熱管散熱器，含散熱片、熱管、基板、裝配孔組成，其特征在于在散熱器的基板安裝臺面和熱管之間的導熱通道采用銅材，基板的其余部分則采用鋁材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管散熱器，其特征在于在鋁質(zhì)基板裝配孔的內(nèi)側(cè)制有凹槽，在凹槽內(nèi)配有銅質(zhì)基板安裝臺面，在銅質(zhì)基板安裝臺面的上端面上配有銅質(zhì)熱管，在數(shù)根銅質(zhì)熱管上嵌裝有數(shù)層鋁質(zhì)散熱片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管散熱器，其特征在于基板為兩片組裝而成，基板后片為鋁質(zhì)材料，基板前片基板安裝臺面為銅質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱管嵌入基板上的熱管散熱器。其特點是在散熱器的基板安裝臺面和熱管之間的導熱通道采用銅材，基板的其余部分則采用鋁材。由于在安裝臺面和熱管之間的導熱通道采用銅材，二者之間的導熱熱阻可以下降一半；二者之間的接觸熱阻可以下降一半以上。本發(fā)明繼承了現(xiàn)有技術(shù)插片式熱管散熱器的優(yōu)點，僅僅改變了基板的加工，即由整體式改變?yōu)閺秃鲜?，就可以同時具有銅基板的優(yōu)點。按照熱管散熱器的導熱熱阻和對流換熱熱阻(包括輻射散熱)之比為2－3比7－8，也就是說采用銅鋁復合基板后，其熱阻可以下降10－15％，而其成本的增加一般在10％，具有很高的性價比。
文檔編號F28F21/08GK1928485SQ20051009434
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月10日
發(fā)明者郁銀昌, 桑春, 顧康麟 申請人:鹽城彩陽電器閥門有限公司