專(zhuān)利名稱(chēng)：包含改善的熱交換器的散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，例如熱交換器，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種散熱裝置，其包括一個(gè)改善的熱交換器部分。
在不同的工業(yè)部門(mén)中，例如計(jì)算機(jī)工業(yè)，需要一低成本高性能的熱交換器，用于冷卻部件，例如微型處理機(jī)、半導(dǎo)體。許多半導(dǎo)體產(chǎn)生大量熱量，如果不將熱量移走，則半導(dǎo)體將產(chǎn)生不可挽回的損失。因此，包括散熱器的熱交換器被用來(lái)將半導(dǎo)體的熱量散失到周?chē)h(huán)境。
一種類(lèi)型的用于半導(dǎo)體的散熱器是簡(jiǎn)單的鋁擠壓件，用螺栓將所述鋁擠壓件固定或夾緊在半導(dǎo)體上。所述擠壓件通常有一個(gè)接觸半導(dǎo)體的平底板和多個(gè)翼片或平行的凸起，其從底板開(kāi)始以梳狀結(jié)構(gòu)延伸。這類(lèi)凸起結(jié)構(gòu)有許多局限，例如翼片的高度被其厚度所限制。每平方英寸的翼片數(shù)量被翼片的厚度和高度所限制。類(lèi)似的對(duì)這種結(jié)構(gòu)之翼片密度的限制則減少了散熱的效果。
一種顯著改善的散熱片被特別設(shè)計(jì)用于翼片式熱交換器。該散熱片使用一“折彎翼片”結(jié)構(gòu)，其中折彎的翼片被卡緊在導(dǎo)熱板上以形成散熱器。具體地說(shuō)，用一個(gè)鋁板或別的導(dǎo)熱材料形成一折彎翼片的熱交換器部分，其中所述導(dǎo)熱材料被折彎成波形圖案，以形成交替排列的波脊和波谷(溝槽)。折彎翼片可以被直接安置在要被冷卻的基板上或被安置在一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)熱底板上以形成散熱器。所述折彎翼片結(jié)構(gòu)提供了高的導(dǎo)熱性、極大的表面積和低成本。通過(guò)利用大表面，僅需較少的氣流就能滿足工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)熱性能規(guī)定。
本發(fā)明針對(duì)一種改善的折彎翼片型的熱交換器部分，除了使用常規(guī)的空氣流動(dòng)源之外，例如風(fēng)扇，該熱交器部分還可使用不同于風(fēng)扇的管道空氣流動(dòng)源，也就是說(shuō)，空氣流動(dòng)來(lái)自別的氣源，例如動(dòng)力源。由于改善的折彎翼片類(lèi)型熱交換器部分不需要從一個(gè)空氣流動(dòng)源，例如風(fēng)扇強(qiáng)迫送進(jìn)空氣，其在正壓力和負(fù)壓力空氣流動(dòng)環(huán)境下，均能很好地工作，而傳統(tǒng)的矩形散熱器僅能在正壓力空氣流動(dòng)環(huán)境下很好地工作。對(duì)于任何給定尺寸的基板或?qū)岬装?，這種改善的折彎翼片類(lèi)型熱交換器部分可顯著地增加冷卻表面面積，所述熱交換部分被安置在所述的基板或?qū)岬装迳稀?br> 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的和具有上述特征的改進(jìn)的散熱器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種新的和改進(jìn)的被用于該散熱器中的熱交換部分。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所示的一種散熱器包括一個(gè)具有導(dǎo)熱板的熱交換部分，所述導(dǎo)熱板被折彎成交替的波脊和波谷，所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片，翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別限定了熱交換部分的空氣入口端和空氣出口端。散熱器包括一個(gè)導(dǎo)熱底板，所述波谷被安置在所述導(dǎo)熱底板上，所述熱交換部分之波脊的長(zhǎng)度大于所述波谷的長(zhǎng)度。最好，熱交換部分之空氣入口端從波脊向?qū)岬装寮跋騼?nèi)逐漸傾斜。如其中所示，熱交換部分之空氣入口端和空氣出口端都從波脊向?qū)岬装寮跋騼?nèi)漸斜。
通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述，本發(fā)明別的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
被確信為新穎的本發(fā)明特征被特別地描述在所述的權(quán)利要求書(shū)中。在下文，通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。在不同的附圖中，相同的標(biāo)記代表相同的部件。


圖1是一個(gè)散熱器的透視圖，其包括本發(fā)明的熱交換部分；圖2是散熱器之熱交換部分的一側(cè)視圖；圖3是一熱交換部分的俯視圖；圖4是一熱交換部分的端視圖。
在附圖1中，用附圖標(biāo)記10來(lái)表示一熱交換部分，用附圖標(biāo)記12來(lái)表示一散熱器。熱交換部分10被安置在一導(dǎo)熱底板14上，所述底板14被用于將散熱器12安裝在一個(gè)集成電路芯片組件(圖中未示)上。然而，應(yīng)該明白的是，熱交換部分10的新穎結(jié)構(gòu)并不局限于此類(lèi)應(yīng)用上。
看圖2～4，通過(guò)將導(dǎo)熱板材折彎成交替的波脊16和波谷18來(lái)形成熱交換部分10，所述波脊16和波谷18確定了基本平行的翼片20。在熱交換部分的側(cè)面處，將最外邊的波谷切斷以形成向外突出的凸緣22，所述凸緣22通常與波谷18在同一平面。如圖所示，波脊和波谷是平坦的。波谷應(yīng)該被平整得提供用于與導(dǎo)熱底板14相連合的表面面積。
在圖1和圖2中，如圖所示，折彎翼片型熱交換部分10的波脊16比波谷18長(zhǎng)。這種翼片20提供了一個(gè)顯著大的冷卻面積，即所述冷卻面積大于矩形翼片的冷卻面積，也就是說(shuō)，矩形翼片之波脊和波谷的長(zhǎng)度等于波谷的長(zhǎng)度。換句話說(shuō)，對(duì)于任何給定的的表面面積，即熱交換部分10被安裝在其上的表面面積，用雙箭頭“A”(圖2)來(lái)表示，并用雙箭頭“B”表示翼片20的頂表面面積，其是明顯大的。應(yīng)該指出的是，用雙箭頭A表示的給定的“安裝”面積可能在某一應(yīng)用中是完全限定的。通過(guò)將翼片20的結(jié)構(gòu)設(shè)置為圖2所示類(lèi)型的“尾翼”結(jié)構(gòu)，就可以給熱交換部分提供有效大的冷卻表面面積。
熱交換部分10的另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是，與常規(guī)的矩形部分相比，在正壓力和負(fù)壓力氣體流動(dòng)環(huán)境下，本熱交換部分10能有效地吸引更多的空氣通過(guò)所述冷卻區(qū)域。通過(guò)看圖2就能夠理解上述說(shuō)法。由于空氣流沿箭頭“C”所示，既可以被推過(guò)(正壓力氣體流)或拉過(guò)(負(fù)壓力空氣流)熱交換部分，故翼片20的兩個(gè)相反邊緣確定熱交換部分的一空氣入口24和一空氣出口26。由于與波脊16相比，波谷18的長(zhǎng)度短，所以，在熱交換部分的底部，翼片相應(yīng)地具有較短的尺寸，在底部，沿箭頭“D”所示方向流動(dòng)的氣體通過(guò)該部分所受的阻力小于在較長(zhǎng)的頂部沿箭頭“E”所示方向流動(dòng)的氣體所受的阻力。由于在底部附近，空氣流動(dòng)的阻力小，因而空氣就容易從熱交換部分的端型廓外側(cè)，沿箭頭“F”的方向朝下流向入口24。
如果，翼片20是矩形的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)中的折彎翼片熱交換器相同，則從頂部到底部，空氣流動(dòng)的阻力相同。因而具有一個(gè)趨勢(shì)，吸引空氣為線性流或?qū)恿髦苯拥亓鬟^(guò)熱交換部分。在所述的熱交換部分20中，無(wú)論存在正壓力空氣流動(dòng)或負(fù)壓力空氣流動(dòng)，如上所述的那樣，都將有空氣向下的流動(dòng)型式，這導(dǎo)致一定體積的空氣從熱交換部分的入口端上方沿箭頭“F”和“G”向下流動(dòng)，從而增加了流過(guò)熱交換部分之波谷區(qū)域的空氣體積，而在所述熱交換部分之波谷區(qū)域集中了從被冷卻之電子組件排放的熱能。
以上對(duì)本發(fā)明作了十分詳細(xì)的描述，所以閱讀和理解了本說(shuō)明書(shū)后，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的各種改變和修改將變得明顯。所以一切如此改動(dòng)和修正也包括在此發(fā)明中，因此它們?cè)跈?quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種散熱裝置(12)，包括一個(gè)包括導(dǎo)熱板的熱交換部分(10)，所述導(dǎo)熱板被折彎成交替的波脊(16)和波谷(18)，所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片(20)，翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別限定熱交換部分的空氣入口端(24)和空氣出口端(26)；一個(gè)導(dǎo)熱底板(14)，所述折彎板件的波谷(18)被安置在所述導(dǎo)熱底板上；所述波脊(16)的長(zhǎng)度大于所述波谷(18)的長(zhǎng)度，熱交換部分之空氣入口端(24)和空氣出口端(26)中，至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向?qū)岬装?14)及向內(nèi)傾斜。
2．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于所述傾斜是非線性的。
3．一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器裝置，其特征在于熱交換部分(10)之空氣入口端(24)為從波脊(16)向?qū)岬装?14)及向內(nèi)傾斜。
4．一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器裝置，其特征在于熱交換部分(10)之空氣出口端(26)為從波脊(16)向?qū)岬装?14)及向內(nèi)傾斜。
5．一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器裝置，其特征在于熱交換部分(10)之空氣入口端(24)和空氣出口端(26)都為從波脊(16)向?qū)岬装?14)及向內(nèi)傾斜。
6．一種折彎翼片的熱交換器(10)包括一種被折彎成交替的波脊(16)和波谷(18)的導(dǎo)熱板材，所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片(20)，翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別是熱交換部分的空氣入口端(24)和空氣出口端(26)；所述波脊(16)的長(zhǎng)度大于所述波谷(18)的長(zhǎng)度，熱交換部分之空氣入口端(24)和空氣出口端(26)中，至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
7．一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于所述傾斜是非線性的。
8．一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于熱交換部分(10)之空氣入口端(24)為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
9．一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于熱交換部分(10)之空氣出口端(26)為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
10．一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于熱交換部分(10)之空氣入口端(24)和空氣出口端(26)都為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
11．一種折彎翼片的熱交換器(10)包括一被折彎成交替的波脊(16)和波谷(18)的導(dǎo)熱板材，所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片(20)，翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別限定熱交換器的空氣入口端(24)和空氣出口端(26)，在空氣入口端(24)，所述基本平行的翼片(20)之至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜，所述傾斜是非線形的。
12．一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于在空氣出口端(26)，所述基本平行的翼片(20)之至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
13．一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于所述空氣出口端(26)的傾斜是非線形的。
14．一種折彎翼片的熱交換器(10)包括一被折彎成交替的波脊(16)和波谷(18)的導(dǎo)熱板材，所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片(20)，翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別限定熱交換器的空氣入口端(24)和空氣出口端(26)，在空氣出口端(26)，所述基本平行的翼片(20)之至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜，所述傾斜是非線形的。
15．一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的折彎翼片的熱交換器，其特征在于在空氣入口端(24)，所述基本平行的翼片(20)之至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。
全文摘要
一種熱交換器(10)包括一導(dǎo)熱板,所述導(dǎo)熱板被折彎成交替的波脊(16)和波谷(18),所述波脊和波谷確定了基本平行的翼片(20),翼片的兩個(gè)相反端邊緣分別限定熱交換部分的空氣入口端(24)和空氣出口端(26)。所述波脊(16)的長(zhǎng)度大于所述波谷(18)的長(zhǎng)度,熱交換部分之空氣入口端(24)和空氣出口端(26)中,至少一個(gè)的端部型廓為從波脊(16)向波谷(18)及向內(nèi)傾斜。熱交換器(10)之波谷可以被安置在導(dǎo)熱底板(14)上以形成一個(gè)散熱器裝置(12)。
文檔編號(hào)C11D7/22GK1295345SQ0011808
公開(kāi)日2001年5月16日 申請(qǐng)日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月11日
發(fā)明者B·C·沃特林 申請(qǐng)人:莫列斯公司