專利名稱：板式熱管散熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種板式熱管散熱器，尤其是一種通過在散熱器工作腔體內(nèi)部密集設置支撐構(gòu)件，在散熱器的散熱表面布設散熱鰭片的用于電子元件散熱的平板狀熱管式散熱器。
背景技術：
隨著集成電路的集成度大幅度提高，小型、超薄型電子產(chǎn)品獲得了快速的發(fā)展，這些電子產(chǎn)品包括筆記本電腦、通訊系統(tǒng)工作站中功能性模塊設備以及自動化智能設備中所使用的小型電子控制單元等。以筆記本電腦為例，近幾年來，隨著社會需求的不斷而且是迅速的提高，筆記本電腦產(chǎn)品的性能得到了快速的提升，平均每年都會出現(xiàn)新產(chǎn)品以淘汰舊的產(chǎn)品。
筆記本電腦性能的提升依賴于產(chǎn)品硬件性能的提高和系統(tǒng)軟件及應用軟件的不斷升級，其中，起主要作用的是硬件性能的提高，例如CPU運算速度以及存儲設備讀寫速度的提高等，但是，速度的提高通常會帶來消耗功率的增加，而電子元器件(如CPU)體積以及筆記本電腦本身體積的不斷減小，造成所使用的鋁合金梳狀散熱板和散熱風扇的體積也會同時減小，從而造成筆記本電腦產(chǎn)生的熱量難以散出的現(xiàn)象。眾所周知，CPU的可靠性及壽命與其工作溫度有著密切的關系，如果不能及時將產(chǎn)生的熱量散去，CPU的可靠性就會大幅度降低，甚至導致計算機系統(tǒng)無法正常運行。
近來，一些芯片生產(chǎn)商為消除因提高運算速度、減小芯片體積而產(chǎn)生的散熱困難現(xiàn)象，開發(fā)了應用于筆記本電腦的新一代CPU芯片，其與目前通用的CPU芯片相比較，前者在保持運算速度不降低的前提下，具有更小的體積和功率消耗，使產(chǎn)生的熱量減少，然而，即使是這種新一代CPU芯片仍然還會受到散熱問題的制約，也就是說，在目前情況下，消耗功率的降低是非常有限的，而渴望提高運算速度及進一步減小筆記本電腦厚度(或體積)的需求卻是迅速增長的，在這種情況下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的鋁合金梳狀散熱板和散熱風扇進行散熱，即使短時間內(nèi)能夠解決目前所存在的散熱問題，但對筆記本電腦今后的繼續(xù)發(fā)展仍然會形成阻礙，由此可見，研究設計全新的散熱器并結(jié)合低功率高速度的CPU芯片的研制開發(fā)，才能夠為今后筆記本電腦乃至其它眾多的電子設備向著小型化、高速運行化的進一步發(fā)展提供良好的散熱技術保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述傳統(tǒng)的鋁合金梳狀散熱板結(jié)合散熱風扇進行散熱的方式，對以筆記本電腦為代表的小型電子設備的小型化、高速運行化發(fā)展所形成的阻礙，提供一種板式熱管散熱器，該散熱器設置在發(fā)熱電子器件的表面，通過在以薄片金屬材料制成的熱管工作腔體的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)表面布設各種支撐、導熱器件，利用熱管傳熱原理，結(jié)合工作腔體內(nèi)液體工質(zhì)的氣相-液相循環(huán)轉(zhuǎn)變過程，能夠?qū)⒂砂l(fā)熱電子器件所產(chǎn)生的熱量迅速、高效的散出。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種板式熱管散熱器，其包括平板形的封閉的殼體，該殼體由金屬薄板制成，其內(nèi)部空腔為真空并灌注具有遇熱汽化特性的液體工質(zhì)，所述殼體的底面外側(cè)預設有吸熱端面，該吸熱端面用于貼設在發(fā)熱電子元件表面吸收熱量；所述殼體的內(nèi)部空腔中設有支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件與所述殼體的內(nèi)側(cè)表面固定連接，用于消除由外部大氣壓或內(nèi)部液體工質(zhì)汽化產(chǎn)生的壓力對所述殼體造成的變形，加強所述殼體的整體強度。
在上述技術方案中，吸熱端面將發(fā)熱電子元件所產(chǎn)生的熱量傳遞到殼體內(nèi)的液體工質(zhì)，液體工質(zhì)遇熱汽化，其蒸汽在殼體內(nèi)流動并通過殼體的其他部位將熱量導出。蒸汽放出熱量后，凝結(jié)為液體重新流回到吸熱端面處并再次遇熱汽化由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵谝合嗟綒庀嘣俚揭合嗟难h(huán)轉(zhuǎn)化中將發(fā)熱電子元件產(chǎn)生的熱量不斷的向外釋放，從而達到散熱的目的。由于殼體為平板形，因此可以制作的很薄，將其安裝在筆記本電腦或者其他小型高速運行的電子設備中，不需要占用過多的空間而達到良好的散熱效果。
由于殼體的內(nèi)部為真空，在沒有使用時，殼體受到外來的大氣壓力，當使用時，液體工質(zhì)的遇熱汽化在殼體內(nèi)部產(chǎn)生自內(nèi)向外的壓力，因此上述技術方案中采用與殼體的內(nèi)側(cè)表面固定連接的支撐構(gòu)件，使殼體不會因內(nèi)部或外部的壓力而發(fā)生變形更不會發(fā)生殼體破裂、液體工質(zhì)泄漏的故障。支撐構(gòu)件形成了一種內(nèi)肋結(jié)構(gòu)，從而強化了殼體的整體強度。
由以上各項技術方案可知，本發(fā)明利用熱管原理，通過強化平板殼體的內(nèi)外結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)的鋁合金梳狀散熱板結(jié)合散熱風扇散熱的方式，對小型電子設備的小型化、高速運行化發(fā)展所形成的阻礙，而且，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、傳熱速度快、熱傳導均勻、使用方便、工作可靠性高，可以根據(jù)電子設備的具體情況制成多種款式、形狀，以滿足不同小型電子設備的需要。本發(fā)明為今后的超大規(guī)模集成電路的散熱問題提供了有效的直接散熱解決方案。
以下，通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。


圖1為本發(fā)明的一個具體實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一個殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示實施例的另一個散熱鰭片設置方式示意圖；圖4為本發(fā)明的一個圓形實施例的俯視圖；圖5為本發(fā)明的一個對稱五邊形實施例的俯視圖；
圖6為本發(fā)明具有兩個吸熱端面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的第一個吸液芯實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的第二個吸液芯實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的第三個吸液芯實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的第四個吸液芯實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的第五個吸液芯實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明采用金屬箔片制造的第一個吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明采用金屬箔片制造的第二個吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明采用金屬箔片制造的第三個吸液芯安裝在殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明采用金屬箔片制造的L形的吸液芯單元的邊緣處放大的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明采用整塊金屬箔片彎制的吸液芯單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明設置有凸點的吸液芯單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖22為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第六實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖24為本發(fā)明支撐構(gòu)件的第七實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1所示為本發(fā)明的一個具體實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例包括平板形的封閉的殼體1，該殼體1由金屬薄板制成。殼體1的橫截面的形狀為矩形(也可以是契形)，其內(nèi)部空腔2為真空并灌設具有遇熱汽化特性的液體工質(zhì)3。殼體1的底面外側(cè)預設有一平面區(qū)域，該平面區(qū)域為吸熱端面11。吸熱端面11用于貼設在發(fā)熱電子元件8的表面吸收熱量。吸熱端面11是與殼體1的底面一體沖壓成型并由殼體1底面向外凸設。吸熱端面11的形狀可以是圓形或矩形或三角形的平臺。
殼體1的內(nèi)部空腔2中設有支撐構(gòu)件4，該支撐構(gòu)件4與殼體1的內(nèi)側(cè)表面固定連接，用于消除由外部大氣壓或內(nèi)部液體工質(zhì)3汽化產(chǎn)生的壓力對殼體1造成的變形影響。
殼體1的內(nèi)側(cè)表面還敷設有吸液芯5，該吸液芯5敷設在吸熱端面11位于殼體1的內(nèi)側(cè)表面上。吸液芯5具有吸附液體使液體在該吸液芯上伸展的毛細力。
殼體1的上部表面上還分布設有多個用金屬箔片制成的散熱鰭片6，散熱鰭片6通過釬焊固定設置在殼體1上。
如圖2所示，殼體1可以采用兩個經(jīng)過預先沖壓形成彎折邊緣的金屬薄板12和13扣合構(gòu)成。兩個金屬薄板12和13的彎折邊緣通過釬焊連接。
在金屬薄板12和13的彎折邊緣上還分別預先設有能夠?qū)ヅ淇ê系恼圻?21和131，通過如此設置，可以保證扣合牢固并提高釬焊的結(jié)合度。除采用折邊121和131，在金屬薄板12和13的彎折邊緣上也可以采用能夠?qū)纪蛊ヅ淇酆系目诨蚰軌驅(qū)ń拥耐咕壓涂ú邸?br> 圖1中的散熱鰭片6還可以采用如圖3所示的金屬箔片制成，金屬箔片通過連續(xù)彎折所形成的波浪形板61，該波浪形板61的橫截面呈多個連續(xù)銜接的“V”形并且可以分別設置在殼體1的上下外側(cè)表面上。波浪形板61的橫截面形狀也可以制成多個連續(xù)銜接的梯形或圓弧形。
散熱鰭片6的設置原則是根據(jù)具體的殼體1的形狀、殼體1內(nèi)部液體工質(zhì)的設計流動方向靈活設置，例如，使液體工質(zhì)的流動方向與散熱鰭片6的設置方向呈垂直狀等，其目的在于使散熱效果達到最大。支撐構(gòu)件4的安裝方式也可以與散熱鰭片6的延伸方向結(jié)合設置，通?？梢圆捎弥螛?gòu)件4的延伸方向與散熱鰭片6的延伸方向相互垂直的方式，這樣可以保證殼體1受理均勻，不易變形。
殼體1的形狀的設置原則是可以根據(jù)具體的應用場合靈活設置，目的在于能夠適應各種不同的小型電子設備的內(nèi)部空間限制，利用有限的空間盡量增加殼體1的面積，達到最好的散熱效果使整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
根據(jù)以上散熱鰭片6的設置原則和殼體1的形狀的設置原則，可以將本發(fā)明制成多種形式，如圖4、圖5所示。
圖4中，殼體1的形狀為圓形，在其上表面的中部預先壓設了一個凹陷部14。一個散熱風扇7設置在凹陷部14中。散熱風扇7采用微型軸流風扇。散熱鰭片6以散熱風扇7為中心，以螺旋線方式間隔設置。當散熱風扇7工作時，冷卻風能夠順著散熱鰭片6的間隔縫隙順暢的流出離開殼體1，從而達到良好的散熱效果。
圖5中，殼體1的形狀為一個對稱的五邊形。殼體1中開設有兩個用于固定散熱風扇7的安裝通孔15，該安裝通孔15貫穿殼體1上下兩個表面。散熱風扇7也采用微型軸流風扇。根據(jù)圖中安裝通孔15和吸熱端面11的位置，可以將散熱鰭片6分為兩組，每一組都以一個散熱風扇7為中心以放射線方式間隔設置，并且殼體1的上下兩個表面上都可以設置散熱鰭片6。在圖5所示的殼體1的設計中，將吸熱端面11設置在圖中虛線所示之處，并可以在殼體1的內(nèi)腔中通過設置流體通道，使液體工質(zhì)在工作中按照圖中箭頭方向循環(huán)流動，提高散熱效率。
上述圖1所示的實施例中，吸熱端面11也可以根據(jù)具體的需求設置為多個并且可以是直接預先指定的平面區(qū)域，該平面區(qū)域與殼體1底面位于同一平面上，如圖6所示，圖中，矩形的殼體1的底部表面預先設有兩個吸熱端面11，一個為方形，另一個為圓形，這樣可以利用同一個板式熱管散熱器對兩個發(fā)熱電子元件進行同時散熱。
另外，上述圖1所示的實施例中吸液芯5除敷設在吸熱端面11位于殼體1的內(nèi)側(cè)表面上，還可以延伸敷設在整個殼體1的內(nèi)側(cè)表面，這樣在使用中，無論小型電子設備的擺放方式是水平放置還是傾斜放置，冷卻后的液體工質(zhì)3都能夠借助吸液芯5的毛細力回流到吸熱端面11處，從而保證了液體工質(zhì)3的液相到氣相的循環(huán)相變不會發(fā)生間斷，散熱過程得以連續(xù)進行。
吸液芯5可以采用多種材料并制成多種形式。如圖7所示，吸液芯5是采用多層金屬絲網(wǎng)51焊接疊設組成的。多層金屬絲網(wǎng)51之間以及本身具有豐富的空隙，能夠產(chǎn)生較好的液體吸附效果。
圖8所示是采用粉末燒結(jié)工藝制造的多孔吸液芯的局部示意圖，該吸液芯5依靠其內(nèi)部及表面的微孔52產(chǎn)生毛細力，對液體進行吸附，但這種吸液芯5自身的導熱能力相對較差，確具有電絕緣的特性，當其被應用與特殊場合，例如必需與電路直接接觸時，可以避免短路現(xiàn)象。
圖9所示的吸液芯5是一種采用具有良好導熱性能的金屬箔片依照“U”字形通過往復連續(xù)彎折制成的帶狀體。該帶狀體內(nèi)形成了多個“U”形槽。在該帶狀體的金屬箔片表面開設有孔53?？?3可以是長孔或圓孔或凸設或凹設的縫隙口。與上述其他吸液芯相比較，該帶狀體的吸液芯不僅具有良好的毛細吸附力，同時，由于其自身就是熱的良好導體，因此，在使用時，它可以直接參與導熱，并且能夠快速將熱量向遠端的液體工質(zhì)傳遞，導致遠端的液體工質(zhì)汽化，從而加快了散熱的進程。其表面的孔43可以進行輔助的汽化散熱，因此，它比上述多層金屬絲網(wǎng)吸液芯、粉末燒結(jié)工藝制造的多孔吸液芯具有更好的散熱效果。
圖9所示的吸液芯5還可以制成如圖10所示的形式。圖中，帶狀體的吸液芯由金屬箔片依照“V”字形通過往復連續(xù)彎折制成，其表面也開設有孔43；圖9所示的吸液芯5也可以制成如圖11所示的形式。圖中，帶狀體的吸液芯由金屬箔片依照“Ω”形通過往復連續(xù)彎折制成，其表面仍然開設有孔43。在圖10、圖11中，吸液芯5的表面所開設的孔43，都是用于液體工質(zhì)的汽化散熱。
通過孔43及圖9、圖10、圖11中分別自然形成的多個“U”形槽、多個“V”形槽以及多個“Ω”形槽可以方便的使液體工質(zhì)在其內(nèi)部延展。
為便于液體工質(zhì)的汽化以及沿著帶狀體的吸液芯的伸展方向延展，還可以將“U”形槽、“V”形槽以及“Ω”形槽的端口封閉。
圖12所示是采用金屬箔片制造的另一種吸液芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，吸液芯5是由多個并排設置且由金屬箔片制成的吸液芯單元54組成。吸液芯單元54之間以相互平行方式間隔設置。吸液芯單元54之間的間隔形成吸液芯槽道55。吸液芯單元54可以是一個單獨的豎立的金屬箔片。由于單獨的豎立的金屬箔片在生產(chǎn)制造中工藝較為復雜，因此，可以采用在豎立的金屬箔片的底部設置一個底片541，如圖13所示。圖中豎立的金屬箔片與底片541焊接，其橫截面形狀為“L”形，這樣，在生產(chǎn)中，吸液芯單元54在未釬焊固定前，不易倒伏。根據(jù)底片541與豎立的金屬箔片之間的固定位置關系的不同設置，可以將吸液芯單元54的橫截面形狀制成“U”形或梯形或半圓形或三角形或倒T形。“U”形是在底片541的兩個對邊分別設置一個豎立的金屬箔片；梯形則是在“U”形的基礎上將兩個豎立的金屬箔片同時向外側(cè)傾斜；半圓形則是在“U”形的基礎上將兩個豎立的金屬箔片同時向外側(cè)彎曲為圓弧形；三角形是在“U”形的基礎上將底片541的寬度減小形成類似三角形，而實際上斜率較大的梯形；倒T形則是在底片541的中部延其軸線方向固定設立一個豎立的金屬箔片。
在實際生產(chǎn)中，由于吸液芯單元54的尺寸很小以至能夠產(chǎn)生足夠的毛細力，而吸液芯單元54的并排設置間隔尺寸也同樣很小，使其能夠產(chǎn)生足夠的毛細力，因此，能夠通過人為的排列設置，預先設定液體工質(zhì)的回流方向，即，使液體工質(zhì)按照散熱的需要沿著吸液芯槽道55流動。
上述吸液芯單元也可以采用整塊金屬箔片彎折制成。如圖14所示。圖中，安裝在殼體1內(nèi)的多個并排間隔設置的吸液芯單元54的豎立的金屬箔片542和底片541是由整塊金屬箔片彎折而成，其橫截面形狀為“U”形，每一個吸液芯單元54中以及吸液芯單元54之間構(gòu)成吸液芯槽道55。液體工質(zhì)3可以沿吸液芯槽道55流動。
由于金屬箔片的強度較低，在實際生產(chǎn)中，容易發(fā)生金屬箔片倒伏現(xiàn)象，使局部或個別吸液芯槽道的寬度發(fā)生變化，影響散熱性能。為防止這一現(xiàn)象發(fā)生，可以在相鄰的豎立的金屬箔片之間設置間隔物，為便于間隔物的設置，在豎立的金屬箔片的端部邊緣處可以開設供間隔物與其卡接的卡槽和/或凸緣，參見圖15所示局部放大的吸液芯單元結(jié)構(gòu)。
圖15中，L形的吸液芯單元的豎立的金屬箔片542的端部邊緣處開設有卡槽5421和凸緣5422。間隔物56(圖中虛線所示)可以很方便的通過卡槽5421和凸緣5422被卡設在相鄰的豎立的金屬箔片542之間。
根據(jù)上述吸液芯單元組成吸液芯的原理，吸液芯單元還可以通過整塊金屬箔片彎折制成，如圖16所示。
圖16中，吸液芯單元54是由金屬箔片經(jīng)過連續(xù)多次往返彎折后所形成的波浪形金屬箔片，其表面形成多個吸液芯槽道55，吸液芯槽道55的軸向截面形狀為“U”形。這種方式非常便于吸液芯的大規(guī)模生產(chǎn)，成本較低且不易倒伏。吸液芯槽道55的軸向截面形狀也可以為梯形或半圓形或三角形。
為解決金屬箔片的倒伏現(xiàn)象，還可以采用在豎立的金屬箔片表面壓設凸點的方式，如圖17所示。
圖17中，多個L形并排設置的吸液芯單元54的豎立的金屬箔片542表面同向設置有多個凸點5423。凸點5423的高度等于吸液芯槽道55的寬度，這樣不僅增大了豎立的金屬箔片542的導熱面積，而且還使每一個豎立的金屬箔片542獲得了橫向支撐，使其不會發(fā)生倒伏現(xiàn)象。
上述圖1所示實施例中，支撐構(gòu)件4的制造方式可以有多種形式，以下分別舉例說明。
支撐構(gòu)件的第一實施例如圖18所示，支撐構(gòu)件4包括用于固定連接殼體內(nèi)側(cè)表面的上連接層41、下連接層42。上連接層41與下連接層42之間通過支撐件43連接，使上連接層41與下連接層42之間形成能夠使流體通過的空間。上連接層41是由一根金屬桿通過連續(xù)彎折延伸而構(gòu)成的，同樣，下連接層42也是由一根金屬桿依照上連接層41的形狀通過連續(xù)彎折延伸而構(gòu)成的。上連接層41與下連接層42平行設置，多個并列設置的支撐件43通過其兩端分別與上連接層41、下連接層42連接，將它們分隔，使整個支撐構(gòu)件4形成一個中空的網(wǎng)狀體。
上連接層41與下連接層42的形狀也可以是不相同的。支撐件43的設置方式可以是垂直的，也可以是傾斜的，或者是部分垂直與部分傾斜所構(gòu)成的組合形態(tài)。整個中空的網(wǎng)狀體可以制成彎曲的形狀，即上連接層41以及下連接層42可以呈平面狀或曲面狀。
支撐構(gòu)件的第二實施例如圖19所示。該實施例與第一實施例的不同點主要表現(xiàn)在上連接層與下連接層的構(gòu)成方式不同。上連接層和下連接層都是由一組相互平行設置的金屬桿平行分布延展排列所組成，并且，外層金屬桿44與內(nèi)層金屬桿45是以相互錯位的方式排列的。多個支撐件43呈八字形連接在外層金屬桿44與內(nèi)層金屬桿45之間。支撐件43在實際加工中是采用連續(xù)彎折的金屬桿制成，這樣不僅便于加工生產(chǎn)，而且還使整個裝置具有較高的支撐強度。
在使用時，將外層金屬桿44、內(nèi)層金屬桿45焊接在殼體的內(nèi)側(cè)表面上，使殼體獲得良好的支撐，同時，由于采用金屬桿，所以其在與殼體的內(nèi)側(cè)表面接觸時，呈現(xiàn)接觸，這樣不會因殼體表面的不平整而產(chǎn)生結(jié)合不完整現(xiàn)象。
支撐構(gòu)件的第三實施例本實施例與上述兩個實施例的不同點在于上連接層與下連接層是采用相互平行設置的金屬片制成，如圖20所示。外層金屬片46和內(nèi)層金屬片47在安裝使用時，可以分別釬焊在殼體內(nèi)側(cè)表面上。由于散熱管的殼體使用金屬箔片制造，外層金屬片46以及內(nèi)層金屬片47在殼體內(nèi)部釬焊固定時，可以使殼體的厚度得到分段式加厚，對增強殼體的強度具有一定的幫助。
支撐構(gòu)件的第四實施例本實施例與上述三個實施例從形式上有所不同，如圖21所示。圖中，支撐構(gòu)件4是采用整張金屬片制成的，在金屬片上預先沖出多個通孔48，然后將金屬片依照三角齒形進行連續(xù)彎折。彎折后所形成的相互平行排列的多個凸起外邊緣411如同于上述第二個實施例的外層金屬桿44，而多個凹陷外邊緣421如同于內(nèi)層金屬桿45。圖中橫向排列的通孔48之間的部分形成支撐部分49，它如同于上述實施例的支撐件43。多個通孔48能夠使流體通過由凸起外邊緣411和凹陷外邊緣421構(gòu)成的空間。
通孔48的形狀可以是各種形狀的，其密度也可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。由于通孔48形狀的改變，使得支撐部分49的形狀可以形成多種形式，但其原理與上述三個實施例相同，并且其使用效果相似，但是制造成本較低。為降低重量，本實施方式采用薄金屬片制成，為了不降低本實施例自身的強度，可以通過在金屬片表面沖壓凹痕491來提高。
本發(fā)明中，支撐構(gòu)件除可以采用上述方式制造外，還可以采用金屬絲通過螺旋繞制獲得。金屬絲繞制的支撐構(gòu)件不僅支撐牢靠，而且還便于大規(guī)模生產(chǎn)制造且成本低廉。其具體結(jié)構(gòu)通過以下實施例繼續(xù)說明。
支撐構(gòu)件的第五實施例圖22所示的支撐構(gòu)件4是由金屬絲沿圖中一軸線A方向以矩形方式環(huán)周螺旋繞制而成，且每一周金屬絲之間具有間隔404。
在繞制本發(fā)明時，可以根據(jù)具體的板式熱管散熱器的殼體形狀以及結(jié)構(gòu)特點將其軸截面形狀制成多種形式，且繞制方式也可以是多種。
該實施例中，位于下部的金屬絲段401與位于上部的金屬絲段402之間的投影具有一傾斜角度，而其兩側(cè)豎立的側(cè)邊金屬絲段403為垂直且相互平行，從而構(gòu)成沿軸線方向延伸的螺旋支撐架。
支撐構(gòu)件的第六實施例圖23所示是支撐構(gòu)件4軸向截面形狀為矩形的另一個實施例。該實施例與圖22所示實施例的不同之處在于位于下部的金屬絲段401與位于上部的金屬絲段402之間的投影重合且金屬絲延伸段405經(jīng)過垂直彎折后沿與軸線A平行方向延伸一個間隔404后再向上彎折形成下一個矩形，依次往復構(gòu)成沿軸線A方向延伸的螺旋支撐架。
支撐構(gòu)件的第七實施例圖24所示是支撐構(gòu)件4軸截面形狀為三角形的一個具體實施例。該實施例與圖23所示實施例的不同之處僅在于通過間隔404所分隔的每一層金屬絲所構(gòu)成的形狀均為相同的三角形。
本發(fā)明中，支撐構(gòu)件4的軸截面形狀還可以被制成梯形、圓形或其他任意形狀。另外，構(gòu)成支撐構(gòu)件的金屬絲的截面形狀也可以根據(jù)需要采用不同的形狀，可以為圓形、三角形或矩形。支撐構(gòu)件的軸線方向也可以根據(jù)需要呈直線或曲線，使制成的螺旋支撐架成為直線形或者曲線形。
由于板式熱管散熱器的厚度通常較薄，因此可以將支撐構(gòu)件制作的很小，當支撐構(gòu)件中的間隔、孔隙的尺寸小到一定程度時，即，當支撐構(gòu)件采用密集排列時，支撐構(gòu)件本身也具有了吸液芯的毛細力，從而可以只用支撐構(gòu)件達到支撐與吸附液體工質(zhì)的雙重效果。當支撐構(gòu)件采用特定材質(zhì)(如金屬箔片)、采取特定結(jié)構(gòu)(如具有槽道)制造時，其還具有引導液體工質(zhì)流向的作用或者分隔液體工質(zhì)，使每一部分被分隔的液體工質(zhì)按照預先設計的通道、方向流動，從而滿足特定環(huán)境對散熱的特殊要求。
本發(fā)明中，吸液芯也同樣可以起到支撐構(gòu)件的作用，當其采用金屬箔片制造且與殼體內(nèi)側(cè)的上下表面釬焊連接后，形成了殼體內(nèi)肋，使殼體的整體強度得到提高。
支撐構(gòu)件、吸液芯的具體使用方式是根據(jù)具體的散熱環(huán)境、散熱要求而靈活運用的，它們可以單獨或組合使用，可以局部安裝也可以全面安裝。
最后，值得注意的是，本發(fā)明中所提及的殼體的底面外側(cè)預設有的吸熱端面可以通過進一步的改進而使本發(fā)明具有更高的散熱效率，其改進方式為在生產(chǎn)制造中，將所述吸熱端面通過沖壓的方式切除，使其成為開孔，再將形狀與該開孔相同的發(fā)熱電子元件(如芯片、大功率半導體管等)的發(fā)熱面鑲嵌入該開孔中并將周圍縫隙封閉，從而使發(fā)熱電子元件的發(fā)熱面直接沁入液體工質(zhì)中，大大減少了熱阻，提高了散熱效率。
再進一步的改進措施是，在發(fā)熱電子元件的生產(chǎn)過程中，將沒有安裝外殼的發(fā)熱電子元件的工作電路表面直接安裝在上述通過沖壓的方式，切除了吸熱端面，形成開孔的本發(fā)明的殼體內(nèi)，再將該開孔中并將周圍縫隙封閉，這樣，發(fā)熱電子元件上的發(fā)熱電路被直接沁入液體工質(zhì)中，其在工作中所產(chǎn)生的所有熱量都將在第一時刻被散出，使熱管散熱器的散熱效率再一次的大幅度的得到提高。當采用這種方式進行改進時，還必須進行絕緣處理，并且液體工質(zhì)也必須采用電絕緣以及化學絕緣的材料。
權(quán)利要求
1.一種板式熱管散熱器，其包括平板形的封閉的殼體，該殼體由金屬薄板制成，其內(nèi)部空腔為真空并灌注具有遇熱汽化特性的液體工質(zhì)，其特征在于所述殼體的底面外側(cè)預設有吸熱端面，該吸熱端面用于貼設在發(fā)熱電子元件表面吸收熱量；所述殼體的內(nèi)部空腔中設有支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件與所述殼體的內(nèi)側(cè)表面釬焊連接，用于消除由外部大氣壓或內(nèi)部液體工質(zhì)汽化產(chǎn)生的壓力對所述殼體造成的變形，加強所述殼體的整體強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述殼體由兩個經(jīng)過預先沖壓形成彎折邊緣的金屬薄板扣合構(gòu)成；所述兩個金屬薄板的彎折邊緣通過釬焊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述金屬薄板的彎折邊緣上還分別預先設有能夠?qū)ヅ淇ê系恼圻吇蚰軌驅(qū)纪蛊ヅ淇酆系目诨蚰軌驅(qū)ń拥耐咕壓涂ú邸?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述殼體的橫截面的形狀為矩形或契形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述殼體的外側(cè)表面上分布設有多個用金屬箔片制成的散熱鰭片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述散熱鰭片通過釬焊固定設置在所述殼體的上部表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述散熱鰭片是采用金屬箔片通過連續(xù)彎折所形成的波浪形板，該波浪形板的橫截面呈多個連續(xù)銜接的“U”形或“V”形或梯形或圓弧形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述多個散熱鰭片之間平行間隔設置或以放射線方式間隔設置或以螺旋線方式間隔設置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述殼體上還設有散熱風扇，該散熱風扇設置在所述殼體的上部表面或設置在所述殼體上預先壓設的散熱風扇安裝凹陷部中或設置在所述殼體上預先設置的安裝通孔中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸熱端面是所述殼體的底面外側(cè)上預先設定的平面區(qū)域，或者是所述殼體的底面向外凸設的圓形或矩形或三角形的平臺。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸熱端面與所述殼體的底面為一體沖壓成型。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述殼體的內(nèi)側(cè)表面還敷設有吸液芯，該吸液芯具有吸附液體使液體在該吸液芯上伸展的毛細力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯敷設在所述吸熱端面位于所述殼體的內(nèi)側(cè)表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯是由多層纖維編織網(wǎng)或多層金屬絲網(wǎng)疊設組成，或者是采用粉末燒結(jié)制成的具有微孔的板狀體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯是由金屬箔片通過往復連續(xù)彎折或彎曲所制成的帶狀體；所述金屬箔片表面開設有孔，并通過焊接或粘接貼設在所述殼體的內(nèi)壁上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述帶狀體由所述金屬箔片依照“U”字形或“V”字形或“Ω”形往復彎折或彎曲制成，該帶狀體形成有多個“U”形槽或“V”形槽或“Ω”形槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯由多個并排設置且由金屬箔片制成的吸液芯單元組成；所述的吸液芯單元之間相互間隔設置；所述吸液芯單元之間的間隔形成吸液芯槽道。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯單元的軸向橫截面形狀為“I”形或“L”形或“U”形或梯形或半圓形或三角形或倒T形。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯單元是通過整塊金屬箔片彎折制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17、18或19所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述金屬箔片的端部邊緣處開設有供間隔物與其卡接的卡槽或凸緣。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述吸液芯單元是由所述金屬箔片經(jīng)過連續(xù)多次往返彎折后所形成的波浪形金屬箔片，其表面形成多個槽道，所述槽道的軸向截面為“U”形或梯形或半圓形或三角形。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述金屬箔片的表面壓設有一個或多個凸點或凸棱。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述支撐構(gòu)件包括用于釬焊連接所述殼體內(nèi)側(cè)表面的上連接層和下連接層；所述上連接層與所述下連接層之間通過支撐件連接，使所述上連接層與下連接層之間形成能夠使流體通過的空間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述上連接層是由一根金屬桿連續(xù)彎折延伸所構(gòu)成，該上連接層呈平面狀或曲面狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述上連接層是由一組相互平行設置的金屬桿分布延展排列所構(gòu)成，該上連接層呈平面狀或曲面狀。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述上連接層是由一組相互平行設置的金屬片分布延展排列所構(gòu)成，該上連接層呈平面狀或曲面狀。
27.根據(jù)權(quán)利要求24、25或26所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述下連接層是由一根金屬桿連續(xù)彎折延伸而構(gòu)成，或者是由一組相互平行設置的金屬桿分布延展排列所構(gòu)成，或者是由一組相互平行設置的金屬片分布延展排列所構(gòu)成，該下連接層呈平面狀或曲面狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求24、25或26所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述支撐件由多個金屬桿組成，多個金屬桿分布設置在所述上連接層與下連接層之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求24、25或26所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述支撐件為一個金屬桿，所述一個金屬桿在所述上連接層與下連接層之間連續(xù)彎折延伸并通過其形成的彎折點與上連接層及下連接層連接。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述上連接層是由金屬片通過往復連續(xù)彎折后所形成的多個凸起邊緣的外側(cè)聯(lián)合構(gòu)成；所述金屬片通過往復連續(xù)彎折后所形成的多個凹陷邊緣的外側(cè)聯(lián)合構(gòu)成所述下連接層；所述支撐件為連接凸起外邊緣和凹陷外邊緣之間的金屬片段，該金屬片段上開設有通孔，使所述凸起外邊緣與凹陷外邊緣之間形成能夠使流體穿過的通道。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述上連接層與下連接層為平面形或曲面形。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述通孔為多個，其形狀為圓形或方形或三角形。
33.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述支撐構(gòu)件是用金屬絲環(huán)周螺旋繞制而成筒狀體，且每一周金屬絲之間具有間距。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述金屬絲的截面形狀為矩形或圓形或三角形。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述筒狀體的截面形狀為圓形或矩形或三角形。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的板式熱管散熱器，其特征在于所述筒狀體為直線或曲線狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板式熱管散熱器，其包括平板形的封閉的殼體，該殼體由金屬薄板制成，其內(nèi)部空腔為真空并灌注具有遇熱汽化特性的液體工質(zhì)，殼體的底面外側(cè)預設有吸熱端面，該吸熱端面用于貼設在發(fā)熱電子元件表面吸收熱量；所述殼體的內(nèi)部空腔中設有支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件與所述殼體的內(nèi)側(cè)表面固定連接，用于消除由外部大氣壓或內(nèi)部液體工質(zhì)汽化產(chǎn)生的壓力對所述殼體造成的變形。本發(fā)明利用熱管原理，通過強化平板殼體的內(nèi)外結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)的鋁合金梳狀散熱板結(jié)合散熱風扇散熱的方式，對小型電子設備的小型化、高速運行化發(fā)展所形成的阻礙，為今后的超大規(guī)模集成電路的散熱問題提供了有效的直接散熱解決方案。
文檔編號F28D15/02GK1805133SQ20051000398
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者楊洪武 申請人:楊洪武