專利名稱：平板熱管式散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于半導(dǎo)體元器件散熱的平板熱 管式散熱器。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電力電子日新月異的跨越式發(fā)展，半導(dǎo)體應(yīng)用愈發(fā)廣泛，使得電子裝置 在有限空間內(nèi)集成的半導(dǎo)體元件數(shù)目越來越多，隨之在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的高熱流密度，成為 影響整機(jī)產(chǎn)品性能和可靠性以及制約半導(dǎo)體芯片朝小型化、微型化方向發(fā)展的重大障礙， 而解決這一瓶頸的關(guān)鍵在于采用高效的散熱裝置，將高熱流密度的熱源產(chǎn)生的熱量最大化 的排出。特別是采用由半導(dǎo)體裝置組成的熱電制冷器，其產(chǎn)生的熱量能否及時(shí)散發(fā)，直接決 定了制冷器的性能發(fā)揮，同時(shí)也嚴(yán)重影響著電子冰箱或酒柜的制冷效果的好壞。而通 常都 是采用比電子裝置大很多的鋁熱沉與風(fēng)扇組合進(jìn)行傳導(dǎo)加對(duì)流散熱，但熱沉所具有的較大 的擴(kuò)散熱阻及其截面上的熱流密度分布極不均勻的特性，使得電子裝置的散熱效果受到一 定的影響，直接限制了其性能的提高，同時(shí)還加大了所組成產(chǎn)品的能量消耗，為此人們都在 積極尋求更加高效的散熱方式。特別是在國家提倡節(jié)能的大背景下，更顯得尤為需要。熱管作為一種利用相變傳熱的高效傳熱介質(zhì)，具有(一)熱阻小，傳熱系數(shù)大(其 傳熱性能比銅/鋁材料高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上)，(二)優(yōu)良的等溫性，(三)熱流密度的可變 性，(四)熱流方向可逆性等優(yōu)良特點(diǎn)，因此熱管散熱器較普通的熱沉散熱器有更高的散熱 能力以及其高效節(jié)能的優(yōu)勢，在大功率半導(dǎo)體元件散熱領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前一般使用的熱管散熱器由圓形熱管、散熱翅片及基座組成，或者板式熱管、鋁 熱沉及基板組成，其不足之處是其圓形熱管或者板式熱管與散熱翅片或者鋁熱沉和基板連 接是一種裝配結(jié)構(gòu)，其接觸熱阻較大，同時(shí)受制作工藝的影響，使其散熱效率受到一定的限 制。并且所使用的圓形熱管或板式熱管采用銅質(zhì)材質(zhì)，價(jià)格昂貴，普及率受到限制。實(shí)用新型200720049757. 5絲網(wǎng)式熱管散熱器是指一種由散熱管、若干散熱絲及 儲(chǔ)液盒組成的絲網(wǎng)式熱管散熱器，該散熱管為一重力型熱管，一端與儲(chǔ)液盒的出氣管相連， 一端與儲(chǔ)液盒的回流管相連，若干絲網(wǎng)式的散熱片與盤繞的散熱管垂直相連接，以期達(dá)到 散熱液在散熱管內(nèi)的單向循環(huán)過程中進(jìn)行熱量散發(fā)，其散熱效果在半導(dǎo)體制冷的裝置中應(yīng) 用效果明顯好于普通的鋁熱沉，但是其不足之處其一所占的空間過大；其二熱管與若干 散熱絲采用焊接連接，工藝復(fù)雜，且容易脫焊；其三由于上述兩種原因，造成其成本高于普 通鋁熱沉30%左右。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種平板熱管式散熱器，結(jié)構(gòu)簡單，散熱效率高，能降 低使用電子器件的產(chǎn)品能耗。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是平板熱管式散熱器，包括鋁質(zhì)基板，其中，還包括熱源連接區(qū)域和一片以上的散熱翅片；所述鋁質(zhì)基板的內(nèi)部為一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)；所述散熱翅 片連接于鋁質(zhì)基板的外表面上，所述熱源連接區(qū)域位于所述鋁質(zhì)基板的外壁面上或外部。所述平板熱管式散熱器還包括一散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇的出風(fēng)方向朝向所述散 熱翅片。所述散熱翅片與所述鋁質(zhì)基板采用一體成型或焊接連接、鉚接方式連接成一體。所述鋁質(zhì)基板采用擠壓成型方式加 工，兩端頭采用焊接方式封閉密封。所述鋁質(zhì)基板的內(nèi)部封閉腔體設(shè)有連接筋位。綜上，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的平板熱管式散熱器，由于包括鋁質(zhì)基板、熱源連接區(qū)域和一片以上 的散熱翅片，鋁質(zhì)基板的封閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)，散熱翅片連接于鋁質(zhì)基板的外表面 上。使用時(shí)半導(dǎo)體電子裝置產(chǎn)生的熱源通過熱源連接區(qū)域，使得位于平板熱管式散熱器內(nèi) 部的液體工質(zhì)受熱汽化后向上將熱量傳遞到鋁質(zhì)基板上，然后再通過所述鋁質(zhì)基板及其外 部的若干散熱翅片散發(fā)的周圍環(huán)境中去，而冷卻后的液體工質(zhì)在重力場的作用下，又回流 至熱源連接區(qū)域附近處進(jìn)行下一次循環(huán)，連續(xù)不斷的循環(huán)將會(huì)使電子裝置產(chǎn)生的熱量源源 不斷的得到散發(fā)，同時(shí)使得其表面維持一個(gè)合理的溫度范圍，必要時(shí)通過外加的風(fēng)扇加強(qiáng) 空氣流動(dòng)，以便達(dá)到更為優(yōu)良的散熱效果。因此，使用本實(shí)用新型的平板熱管式散熱器，具有如下優(yōu)點(diǎn)其一本實(shí)用新型平板熱管式散熱器散熱效果優(yōu)良，散熱效率高；其二 本實(shí)用新型特別適合用于熱電制冷裝置，經(jīng)在熱電制冷的半導(dǎo)體器件測試， 其較普通的鋁熱沉節(jié)能效率提高30%左右；其三本實(shí)用新型可采用鋁質(zhì)基板擠壓成型加工，其中空內(nèi)表面可以加筋位對(duì)結(jié) 構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，不但強(qiáng)化了鋁質(zhì)基板的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以減輕鋁基板的厚度；其四本實(shí)用新型的鋁質(zhì)基板與若干散熱翅片能夠一體成型制作，結(jié)構(gòu)簡單，工藝 操作性強(qiáng)；其五；本實(shí)用新型由于采用中空的鋁質(zhì)基板，重量輕、體積小，再加之工藝簡單，故 成本低廉。

圖1是本實(shí)用新型平板熱管式散熱器的實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視示意圖；圖3是圖1的B-B剖視示意圖；圖4是本實(shí)用新型平板熱管式散熱器的實(shí)施例二的立體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1、鋁質(zhì)基板，2、散熱翅片，3、上端蓋，4、下端蓋5、連接管，6、散熱風(fēng)扇，11、熱源連 接區(qū)域，12、連接筋位，13、氣壓平衡通道，14、沸騰室，15、鋁質(zhì)基板內(nèi)表面，16、鋁質(zhì)基板外表面。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型公開了一種平板熱管式散熱器，如圖1、2、3，包括鋁質(zhì)基板1，其中，還包括熱源連接區(qū)域和一片以上的散熱翅片2 ；所述鋁質(zhì)基板1的內(nèi)部為一封閉腔體，所述封 閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)；所述散熱翅片2連接于鋁質(zhì)基板1的外表面上，所述熱源連接區(qū) 域位于所述鋁質(zhì)基板1的外壁面上或外部。所述平板熱管式散熱器還包括一散熱風(fēng)扇6，所述散熱風(fēng)扇6的出風(fēng)方向朝向所 述散熱翅片2。所述散熱翅片2與所述鋁質(zhì)基板1采用一體成型或焊接連接、鉚接方式連接成一 體。所述鋁質(zhì)基板1采用擠壓成型方式加工，兩端頭采用焊接方式封閉密封。所述鋁質(zhì)基板1的內(nèi)部封閉腔體設(shè)有連接筋位12。實(shí)施例一如圖1至3所示，本實(shí)用新型平板熱管式散熱器包括鋁質(zhì)基板1、若干散熱翅片2， 每片所述散熱翅片2均采用垂直于與其相連接的所述鋁質(zhì)基板的外表面的平面片狀結(jié)構(gòu)， 相鄰散熱翅片2之間具有相同的間距；所述鋁質(zhì)基板1采用擠壓成型方式加工，兩端分別設(shè) 置有下端蓋4與上端蓋3，對(duì)所述鋁質(zhì)基板1的內(nèi)部封閉腔體進(jìn)行密封焊接，使得所述鋁質(zhì) 基板1形成內(nèi)外兩個(gè)表面鋁質(zhì)基板內(nèi)表面15和鋁質(zhì)基板外表面16。在所述鋁質(zhì)基板內(nèi) 表面15內(nèi)充有液體工質(zhì)，作為本實(shí)用新型的平板熱管式散熱器的相變傳熱介質(zhì)；所述若干 散熱翅片2連接于鋁質(zhì)基板外表面16，為減小接觸熱阻，加大傳熱系數(shù)，所述若干散熱翅片 2與所述鋁質(zhì)基板1采用一體成型(或者是鋁質(zhì)基板2的一部分，如鏟齒制作成型)，或者 采用焊接方式連接在一起，完全相融和的鉚接連接也是一種選擇。為確保所述鋁質(zhì)基板1在成型過程中的尺寸穩(wěn)定性，以及防止在制作成熱管的過 程中發(fā)生形變，在所述鋁質(zhì)基板1的內(nèi)表面15還設(shè)有連接筋位12，同時(shí)還可以最大化的減 薄所述鋁質(zhì)基板1的厚度，以降低材料成本；而所述的連接筋位12很自然地將所述鋁質(zhì)基 板1的內(nèi)部分割成兩個(gè)以上的腔室，且各個(gè)腔室連通；為了使本實(shí)用新型最大化的發(fā)揮熱 管效應(yīng)，所充注的液體工質(zhì)必須到達(dá)每一個(gè)腔體，故在所述鋁質(zhì)基板1的兩端部的連接筋 位12上均設(shè)置有缺口，分別形成了連通的沸騰室14與氣壓平衡通道13。在所述沸騰室14相對(duì)應(yīng)的所述鋁質(zhì)基板1的外表面16上設(shè)置有與熱源相接觸傳 熱的熱源連接區(qū)域11，一般位于所述鋁質(zhì)基板1的下部中間位置。工作時(shí)，靠近于熱源連接區(qū)域11的液體工質(zhì)最先達(dá)到沸騰而汽化上升，而位于兩 側(cè)或者是距離熱源較遠(yuǎn)的還未達(dá)到沸騰的液體工質(zhì)將會(huì)在連通的沸騰室14內(nèi)及時(shí)得到補(bǔ) 充，使得液體工質(zhì)源源不斷地得到蒸發(fā)汽化，上升后的飽和蒸汽正是通過氣壓平衡通道13 使得所述鋁質(zhì)基板1內(nèi)的各腔飽和汽壓一致，從而使得各腔溫度均勻。同時(shí)飽和蒸汽所攜 帶的熱量經(jīng)過所述鋁質(zhì)基板1及外表面上的若干散熱翅片2的釋放，立即在所述鋁質(zhì)基板2 的內(nèi)表面發(fā)生凝結(jié)，并在重力場的作用下回流至沸騰室14內(nèi)再次進(jìn)行沸騰-凝結(jié)循環(huán)，暨 完成了工質(zhì)的相變傳熱過程，而熱源所產(chǎn)生的熱量正是在經(jīng)過工質(zhì)的不斷地循環(huán)相變、所 述鋁質(zhì)基板1及若干散熱翅片2的散發(fā)，被源源不斷地排放到本實(shí)用新型的外部空間。而在相變傳熱過程中，正是由于所述鋁質(zhì)基板2—般優(yōu)先采用垂直放置，所述的 熱量傳遞路線主要是沿所述鋁質(zhì)基板的長度和寬度方向進(jìn)行。為發(fā)揮工質(zhì)在相變過程中的最大效率，必須使所述的若干散熱翅片2表面的熱量 及時(shí)迅速地得到散發(fā)，因此在其外部至少還設(shè)有一散熱風(fēng)扇6，以加快其表面的空氣流動(dòng)，加速熱量散發(fā)。正是由于所述鋁質(zhì)基板1內(nèi)部的溫度均勻，使得其表面的熱流密度相差甚微，才 使得本實(shí)用新型散熱效果優(yōu)良，散熱效率高，不但使得半導(dǎo)體等電子器件穩(wěn)定在一個(gè)合理 的溫場下工作，同時(shí)節(jié)能效果十分顯，本實(shí)用新型在熱電制冷器件上使用時(shí)較普通的鋁熱 沉節(jié)能30%左右，就是明顯的實(shí)例。實(shí)施例二 如圖4所示，由于所述鋁質(zhì)基板1結(jié)構(gòu)所限，其長寬比減小，或者熱源與所述鋁質(zhì) 基板1距離較遠(yuǎn)，使得位于其上的沸騰室14內(nèi)的相變工質(zhì)在垂直方向上的高度降低，不足 以與產(chǎn)生熱源的半導(dǎo)體電子裝置完全接觸或者無法直接接觸，容易產(chǎn)生熱管燒死或者難以 產(chǎn)生熱管效應(yīng)，故本實(shí)用新型的本實(shí)施例中還包括一與所述鋁質(zhì)基板1相連通的封閉盒體 7，其內(nèi)部灌注有液體工質(zhì)，所述熱源連接區(qū)域“位于所述封閉盒體7的端面上，工質(zhì)在發(fā)生 相變時(shí)，是通過連接于所述封閉盒體7與鋁質(zhì)基板1之間的連接管5，為工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)_凝 結(jié)提供必要的循環(huán)通道，或者是采用與所述連接管相類似的連接通路，同樣屬于本實(shí)用新 型的范疇。所述鋁質(zhì)基板1的內(nèi)部構(gòu)造及組成以及其余必要結(jié)構(gòu)與實(shí)施 例1完全相同，此 處將不再一一敘述，而其所產(chǎn)生的效果經(jīng)測試與實(shí)施例1也完全相同。上述所列具體實(shí)現(xiàn)方式為非限制性的，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不偏離本實(shí) 用新型范圍內(nèi)，進(jìn)行的各種改進(jìn)和變化，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求平板熱管式散熱器，包括鋁質(zhì)基板(1)，其特征在于還包括熱源連接區(qū)域和一片以上的散熱翅片(2)；所述鋁質(zhì)基板(1)的內(nèi)部為一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)；所述散熱翅片(2)連接于鋁質(zhì)基板(1)的外表面上，所述熱源連接區(qū)域位于所述鋁質(zhì)基板(1)的外壁面上或外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板熱管式散熱器，其特征在于所述平板熱管式散熱器還 包括一散熱風(fēng)扇(6)，所述散熱風(fēng)扇(6)的出風(fēng)方向朝向所述散熱翅片(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板熱管式散熱器，其特征在于所述散熱翅片(2)與所述 鋁質(zhì)基板(1)采用一體成型或焊接連接、鉚接方式連接成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板熱管式散熱器，其特征在于所述鋁質(zhì)基板(1)采用擠 壓成型方式加工，兩端頭采用焊接方式封閉密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的平板熱管式散熱器，其特征在于所述鋁質(zhì) 基板(1)的內(nèi)部封閉腔體設(shè)有連接筋位(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平板熱管式散熱器，其特征在于每片所述散熱翅片(2)均 采用垂直于與其相連接的所述鋁質(zhì)基板的外表面的平面片狀結(jié)構(gòu)，相鄰散熱翅片(2)之間 具有相同的間距；所述鋁質(zhì)基板(1)兩端分別設(shè)置有下端蓋(4)與上端蓋(3)，所述鋁質(zhì)基 板(1)形成內(nèi)外兩個(gè)表面鋁質(zhì)基板內(nèi)表面(15)和鋁質(zhì)基板外表面(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平板熱管式散熱器，其特征在于在所述鋁質(zhì)基板內(nèi)表面 (15)內(nèi)充有液體工質(zhì)，所述若干散熱翅片(2)連接于鋁質(zhì)基板外表面(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平板熱管式散熱器，其特征在于在所述鋁質(zhì)基板(1)的內(nèi) 表面(15)設(shè)有連接筋位(12)，所述的連接筋位(12)將所述鋁質(zhì)基板(1)的內(nèi)部分割成兩 個(gè)以上的腔室，且各個(gè)腔室連通；在所述鋁質(zhì)基板(1)的兩端部的連接筋位(12)上均設(shè)置 有缺口，分別形成了連通的沸騰室(14)與氣壓平衡通道(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平板熱管式散熱器，其特征在于在所述沸騰室(14)相對(duì)應(yīng) 的所述鋁質(zhì)基板(1)的外表面(16)上設(shè)置有與熱源相接觸傳熱的熱源連接區(qū)域(11)，位于 所述鋁質(zhì)基板(1)的下部中間位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平板熱管式散熱器，其特征在于還包括一與所述鋁質(zhì)基板 (1)相連通的封閉盒體(7)，其內(nèi)部灌注有液體工質(zhì)，所述熱源連接區(qū)域(11)位于所述封閉 盒體(7)的端面上，連接管(5)連接于所述封閉盒體(7)與鋁質(zhì)基板(1)之間。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種平板熱管式散熱器，包括鋁質(zhì)基板，還包括熱源連接區(qū)域和一片以上的散熱翅片；所述鋁質(zhì)基板的內(nèi)部為一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)；所述散熱翅片連接于鋁質(zhì)基板的外表面上，所述熱源連接區(qū)域位于所述鋁質(zhì)基板外部。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，散熱效率高，能降低使用電子器件的產(chǎn)品能耗。特別適合用于熱電制冷裝置，經(jīng)在熱電制冷的半導(dǎo)體器件測試，其較普通的鋁熱沉節(jié)能效率提高30％左右；本實(shí)用新型由于采用中空的鋁質(zhì)基板，重量輕、體積小，再加之工藝簡單，故成本低廉。
文檔編號(hào)F28D15/02GK201569340SQ20092023675
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者王冬雷 申請(qǐng)人:廣東德豪潤達(dá)電氣股份有限公司