[实用新型]开孔泡沫金属热管针翅组合式CPU散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及散热设备技术领域，特指一种可提高电脑CPU散热效率的散热器。

背景技术

电子散热关系到电子设备的可靠性和寿命，是影响当今电子工业发展的一个瓶颈。伴随着电子产业高性能、微型化、集成化的三大发展趋势，散热问题越来越突出。尤其是对于热负荷敏感度较高的CPU而言，热量在芯片处的累积将严重影响其稳定性和使用寿命。有研究表明，单个电子元件的工作温度如果升高10e，其可靠性则会减少50％；而CPU失效问题的55％都是由于过热引起的。目前，高频的Pentium43.2E已突破100W功耗大关，Smith-field核心Pentium D双核处理器的功耗更是攀至130W。根据Intel的首席技术官Patrick Gelsinger的预测，如果芯片中的晶体管数量以现在的速率一直增长下去，到2015年就要和太阳表面一样热，这当然是不可想象的。因此，为了使CPU发挥最佳性能并保证其可靠性，研究实用高效的CPU散热方法也就成为了日益重要和紧迫的问题。

利用热管的CPU散热装置作为一种新型的CPU散热技术发展日益迅速，热管的优势在于其优良的导热性和等温性，热响应速度快，质量轻且结构简单。张涛等人在“相变装置中填充泡沫金属的传热强化分析”(制冷学报，2007，10(2)：13)中报道，采用泡沫金属作为填充材料，作为相变储能装置填充材料大大增强了储能装置各个方向上的传热性能及储能效率，提高了装置内的温度均匀性，使得热量能迅速被相变材料所吸收，其整体效果要优于翅片。

综合考虑现今有效的散热技术，将其合理的应用于CPU的散热中，是CPU散热技术的一种发展趋势。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种重量轻、体积小、散热效率高的CPU散热器，以满足功耗日益攀升的CPU散热的紧迫需要。

本实用新型由底座、开孔泡沫金属、集气室、中空针翅组成。底座中空，开孔泡沫金属设置在底座的空腔中，开孔泡沫金属上部有一小段集气室，集气室与设置在上方的若干散热区中空针翅的空腔相连通。在底座空腔中注入液体，抽真空，从而形成以底座和开孔泡沫金属为热端、中空针翅为冷端的组合热管结构。

对于吸热区底座采用的开孔泡沫金属，以其作为热端，即可减轻结构重量，又保证了工作介质在其中的良好渗透性。开孔泡沫金属可选用开孔泡沫铝。开孔泡沫铝具有高孔隙率、高通孔率、低密度、高比表面积、孔径范围宽及孔径较大的特点，通孔率可达60％，密度0.9g/cm3，是一类新型多孔质功能材料。

对于散热区中空针翅采用正方形截面中空结构，有利于空腔中注入的液体工作介质凝结后沿针翅内壁棱角回流。根据应用条件，空腔中注入的工作介质可选用水、酒精、R123等常规介质。中空针翅顶端可设置多层散热片，可进一步加强其散热效果。另外，在中空针翅顶端或侧面可以设置风扇，可保证热量及时被对流空气带走，同样起到进一步强化散热的效果。

可以根据热源发热功率、工作温度和开孔泡沫铝的结构参数，计算工作介质用量、充液率和风扇风量，并确定针翅排布方式和结构参数。该组合形式热管可采用热型连铸与焊接工艺制造。

本实用新型综合了热管和泡沫金属两种高效的散热技术，将热传导、相变传热、对流传热和辐射传热在同一装置中实现。通过采用导热系数高、加热面积大的开孔泡沫金属作为填充材料，降低热传导和相变传热热阻，且可大大增强储能装置各个方向上的传热性能及储能效率，提高装置内的温度均匀性，使得热量能迅速被相变材料所吸收；通过正方形截面中空针翅，保证热管工作介质的冷凝与回流；还可加入风扇，将针翅散发的热量及时通过对流空气带走，进一步提高其散热效率。

采用这种结构后，使得本实用新型可利用开孔泡沫金属快速吸收热量，利用注入空腔内的液体将吸收的热量快速发散，大大提高散热器的散热效率。同时由于采用开孔泡沫金属，因此装置的重量轻；且整体装置的体积小。

附图说明

图1是本实用新型开孔泡沫金属热管针翅组合式CPU散热器剖面图。

图中：1.热源，2.底座，3.开孔泡沫金属，4.集气室，5.中空针翅，6.散热片。

具体实施方式