[发明专利]加入热管技术的针形/复合翅片散热器

说明书

技术领域

本发明涉及采用新颖结构的、用于为电子元件进行散热的空气强迫对流散热器，尤其是用于大功率高热流密度情况下的散热器。本发明属于电子和通讯领域的电子设备冷却技术领域。

背景技术

在电子和通讯技术迅猛发展的今天，一方面，电子设备和电子器件的功率不断增大，发热量不断升高；另一方面，有限的空间又要求电子器件向小型化、微小型化的方向发展，这两方面的要求使得电子器件的集成度越来越高，热流密度越来越大，电子设备的冷却需求也日益迫切。因为过大的热流密度必然会引起电子器件发热、升温，过高的温度将使电子器件寿命大大缩短，甚至烧毁器件。电子设备的失效多半以上是由于温度超过规定值引起的，而且随着温度的增加，电子设备的失效率呈指数增长。所以，有效的散热是保障器件可靠性的关键问题，也是整个系统安全稳定运行的基础。强迫风冷系统是解决电子设备冷却问题的途径之一，如何设计出最高效的风冷系统，使其发挥最佳效率、节省能源、提高经济效益是业界共同追求的目标。

由于电子器件的体积小，而发热功率和热流密度非常大；例如发射机中常用的功率管，工作功率在300W以上，热流密度通常可达35W/cm²以上，所以靠近功率管(热源)的区域极易形成明显的热斑现象，使热沉基板上呈现很大的温度梯度。根据以往的计算和实验结果发现热斑问题对热沉的散热效果影响很大，而一般的热沉基板采用铜或铝，在很高的热流密度下其材质的导热性能很难避免热源附近热斑现象的发生，因此如何解决热斑现象是改善整个散热系统性能的基础。其次，通常使用的平板肋片热沉的散热能力也有很大的局限性。因为较长的平板使得流体流动过程中出现较厚的边界层，阻碍了流体与平板肋片的换热，所以更高效的紧凑式换热表面是进一步提高散热器换热效果的有效手段，而且出于风机设计方面的考虑，该换热表面的阻力也要尽可能小，以便选择更经济的风机，节约成本和能源，并降低噪音。

中国专利02104294.2“散热翅片、热管或穿管、母板金属一体化散热器”中提出了一种由散热翅片、热管或穿管、母板三者组合成一体的散热器，其中，若干翅片以一定间隔平行分布，热管以蛇行方式垂直穿过翅片，来改善翅片上的温度均匀性，提高散热效率。由于热管不直接接触热源，对大功率的发热元件，很难将热源的热量迅速带出，虽然提高了翅片效率，但由于散热底板温度梯度很大，散热器的整体效率仍然有待改善。

发明内容

针对目前常用的空气强迫对流散热器存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种新型的散热器，用于大功率高热流密度条件下的电子设备的冷却，以为电子设备工作的有效性和可靠性提供有利的保障。

本发明的加入热管技术的针形/复合翅片散热器的主要特征包括：

散热器金属基板中镶嵌热管或金属基板由整体热管形式的平板热管基板代替；

采用了椭圆截面的针形翅片或由几种不同的翅片型式共同组成的复合翅片形式。

根据本发明的一个方面，将热管技术运用到传统的电子元件散热器中，并依热源位置设置热管，将热管嵌入到散热器基板中或采用平板热管基板来进行强化传热，以迅速导出热源热量，解决芯片的局部高热流密度问题。

根据本发明的另一个方面，提出了针形翅片型式的设计，相对于普通的平直肋片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的素流度，极大地增强了换热系数。

根据本发明的又一个方面，提出了翅片的椭圆截面设计，其相对圆形截面减小了流动阻力，并减小了尾流的负面影响，有利于换热的进行。

根据本发明的又一个方面，根据基板的温度分布情况，设计不同的翅片形式(即复合翅片形式)来进行散热，能够在有效散热的同时最大程度节约材料的使用，降低成本。

按照本发明的一个实施例，提供了一种带有热管的散热器，包括

用导热材料制作的散热器基板，用于与热源进行热接触，

其特征在于：

设置在基板中的热管，所述热管经过基板与所述热源相热接触的部位；

设置在基板上的、用导热材料制成的多个翅片。

附图说明

图1是本发明热管嵌入式针形散热器的一个实施例的结构示意图。

图2是图1的实施例中热管嵌入式针形散热器的分解图。

图3是本发明的一个实施例中平板热管针形散热器的结构示意图。

图4是图3的实施例中平板热管针形散热器的详细构造图。

图5是本发明的一个实施例中热管嵌入式复合翅片散热器的结构示意图。

图6是图5的实施例中热管嵌入式复合翅片散热器的详细构造图。

具体实施方式