專利名稱：高功率回路式熱管散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高功率回路式熱管散熱裝置
本實(shí)用新型涉及一種用于電子元件的散熱裝置，特別涉及到一種 高功率回路式熱管散熱裝置。 [背景技術(shù)]
電子組件的熱源主要來自芯片本身，只要通電使用，會因芯片本 身的電阻與流通的電流而產(chǎn)生熱量。隨著集成電路制程的不斷縮小 化，越來越多的功能被整合在單一芯片上，在筆記本電腦中，主芯片
CPU也因運(yùn)算頻率的提高及多顆核心處理器被封裝在同一顆CPU上， 雖然計算機(jī)運(yùn)算速度與作業(yè)時間可大大的被提升，但相對于CPU所產(chǎn)
生的熱量也從低瓦數(shù)升至高瓦數(shù)。
目前筆記本電腦的散熱方式大都由熱管、散熱鰭片與風(fēng)扇三種散
熱組件所構(gòu)成，其散熱模式主要是由CPU所產(chǎn)生的大量熱源，經(jīng)熱管
接觸后由熱管內(nèi)部的二相流變化，快速將熱量傳送至筆記本電腦外殼 邊緣與鰭片接合，再經(jīng)風(fēng)扇施予強(qiáng)制對流方式迸行冷卻。由于熱管的
長短與管徑大小和形狀的不同皆會影響其最大傳熱效率；同時由于熱 管結(jié)構(gòu)受筆記本內(nèi)散熱空間的限制，而熱管導(dǎo)熱面小，使得單一采用 熱管來散熱的效率低，往往會造成在筆記本電腦的有效空間下因熱管 熱傳量不足而使系統(tǒng)損壞。為了能達(dá)到較好的散熱效果，現(xiàn)有技術(shù)中 往往采用加多與熱管配套的散熱鰭片或?qū)L(fēng)扇內(nèi)置在靠近熱管處位 置，不利于筆記本內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。[實(shí)用新型內(nèi)容]
本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效 率高的高功率回路式熱管散熱裝置。
為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案
高功率回路式熱管散熱裝置，包括蒸發(fā)器外殼、真空管和工作流 體，其特征在于還包括有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材，芯材設(shè)置在所述蒸發(fā) 器外殼內(nèi)并與蒸發(fā)器外殼壁面緊密接合，蒸發(fā)器外殼兩端口與所述真 空管兩端相連形成封閉回路；所述工作流體填充在蒸發(fā)器外殼和真空 管所形成的封閉空間內(nèi)，芯材上設(shè)有分隔開的第一溝槽陣列和第二溝 槽陣列，第一溝槽陣列上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼一端延伸形成與蒸發(fā) 器外殼端口連通的出口，第二溝槽陣列上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼另一 端延伸形成與蒸發(fā)器外殼另一端口連通的入口；
所述第一溝槽陣列位于所述芯材吸熱蒸發(fā)一端下側(cè)，第一溝槽陣 列由平行排列的多個溝槽組成，第一溝槽陣列上的溝槽深度小于或等 于所述芯材厚度；所述第二溝槽陣列位于所述芯材另一端，第二溝槽 陣列由平行排列的多個溝槽組成，第二溝槽陣列上的溝槽深度小于或 等于所述芯材厚度；
所述第二溝槽陣列兩側(cè)溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列兩側(cè)，第 二溝槽陣列兩側(cè)溝槽與其最鄰近的第一溝槽陣列上溝槽之間的距離 大于lmiru
所述真空管外部設(shè)置有便于其散熱的散熱片，所述散熱片的材質(zhì) 為高導(dǎo)熱性的金屬銅、銅合金或鋁合金。所述真空管材質(zhì)為銅、鋁或不銹鋼，真空管的管體外徑大于lmm;
所述蒸發(fā)器外殼為平板型金屬殼體，所述金屬殼體材質(zhì)為銅、銅 合金、鋁合金或不銹鋼；
所述芯材由銅粉、鎳粉、不銹鋼粉、合金粉末、二氧化硅、三氧
化鋁或陶瓷粉末燒結(jié)而成；
所述第二溝槽陣列中部溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列上方，第 一溝槽陣列與位于其上方的第二溝槽陣列上溝槽深度之和小于所述
芯材厚度。
除上述結(jié)構(gòu)外，第一溝槽陣列還可以位于芯材吸熱蒸發(fā)一端下
側(cè)，第一溝槽陣列上的溝槽深度小于或等于芯材厚度。第二溝槽陣列
位于芯材另一端，第二溝槽陣列上的溝槽深度小于或等于芯材厚度， 第一溝槽陣列上的任一溝槽和第二溝槽陣列上的任一溝槽長度之和
小于所述芯材長度。
本實(shí)用新型的有益效果是
1、 多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材處于浸濕狀態(tài)，多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)能夠吸收 工作流體，芯材上的溝槽陣列有利于工作流體循環(huán)、且蒸發(fā)器外殼加 熱面為平面，可減少發(fā)熱組件與蒸發(fā)器外殼之間的接觸熱阻和蒸發(fā)室 熱阻，增加散熱功率，同時多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材還能作為支撐結(jié)構(gòu)使 蒸發(fā)器外殼保持平整；
2、 平板型蒸發(fā)器外殼厚度較薄，可有效節(jié)省空間；3、 實(shí)際使用時，真空管可以設(shè)計較長以實(shí)現(xiàn)長距離傳熱，長真 空管還可以加大冷凝面積而實(shí)現(xiàn)自然對流，而且真空管結(jié)構(gòu)和制作工 藝簡單，可實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)；
4、 真空管外部設(shè)置有便于其散熱的散熱片，散熱片表面積可以 做大，實(shí)現(xiàn)自然對流，散熱功率大且達(dá)到無噪音的目的。
5、 蒸發(fā)器外殼由多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材分為蒸發(fā)室和補(bǔ)償室，蒸 發(fā)室位于芯材上第一溝槽陣列區(qū)，蒸發(fā)室與散熱組件的發(fā)熱面接觸吸 熱；補(bǔ)償室位于蒸發(fā)器內(nèi)芯材上第二溝槽陣列區(qū)以及與第二溝槽陣列 連通的空間，補(bǔ)償室內(nèi)填充工作流體，第二溝槽陣列上溝槽內(nèi)端延伸 至第一溝槽陣列上方或兩側(cè)，這樣能擴(kuò)大芯材上補(bǔ)償室體積，使芯材 能夠充分潤濕，減小工作流體在芯材內(nèi)的流動阻力，使工作流體更容 易進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)而防止燒干，增加傳熱功率。


圖1本實(shí)用新型主視方向剖示圖2為本實(shí)用新型俯視方向剖示圖3為實(shí)施例一中芯材仰視圖4為圖3中芯材立體結(jié)構(gòu)示意圖5為實(shí)施例二中芯材仰視圖6為圖5中芯材立體結(jié)構(gòu)示意圖7為實(shí)施例三中芯材仰視圖8為圖7中芯材立體結(jié)構(gòu)示意圖。 [具體實(shí)施方式
]
以下結(jié)合附圖與本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述 如圖所示，高功率回路式熱管散熱裝置，包括蒸發(fā)器外殼11、
真空管12、工作流體13和多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材14，真空管12外部 還設(shè)置有便于其散熱的散熱片17，芯材14填充在成型后的蒸發(fā)器外 殼11內(nèi)并與蒸發(fā)器外殼11壁面緊密接合，蒸發(fā)器外殼11是利用成 型模具(圖中未示出)采用油壓機(jī)油壓成型，蒸發(fā)器外殼11兩端口 與真空管12兩端相連形成封閉回路，工作流體13填充在蒸發(fā)器外殼 11和真空管12所形成的封閉空間內(nèi)，芯材14上設(shè)有分隔開的第一 溝槽陣列15和第二溝槽陣列16，第一溝槽陣列15上的各溝槽向蒸 發(fā)器外殼11 一端延伸形成與蒸發(fā)器外殼11端口連通的出口 151，第 二溝槽陣列16上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼11另一端延伸形成與蒸發(fā)器 外殼11另一端口連通的入口 161。其中第一溝槽陣列15位于芯材14 吸熱蒸發(fā)一端，其由平行排列的多個溝槽組成；第二溝槽陣列16位 于芯材14另一端，其由平行排列的多個溝槽組成。
蒸發(fā)器外殼11為平板型金屬殼體，金屬殼體與發(fā)熱電子元件相 對的一面為薄板狀且厚度大于0.1毫米。為了使熱量快速傳遞，金屬 殼體材質(zhì)為銅、銅合金、鋁合金或不銹鋼；真空管12材質(zhì)為銅、鋁 或不銹鋼。蒸發(fā)器外殼11由多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材14分為蒸發(fā)室111 和補(bǔ)償室112,蒸發(fā)室111位于芯材14上第一溝槽陣列15區(qū)，蒸發(fā) 室111與外界電子元件的發(fā)熱面接觸吸熱；補(bǔ)償室112位于芯材14 上第二溝槽陣列16區(qū)以及與第二溝槽陣列16連通的空間，補(bǔ)償室 112內(nèi)填充工作流體13。真空管12與蒸發(fā)器外殼11的兩端口通過焊接進(jìn)行密封連接，真 空管12分成蒸汽段121、冷凝段122和液體段123，蒸汽段121與蒸 發(fā)器外殼11上蒸發(fā)室111所在端的端口相連接，液體段123與蒸發(fā) 器外殼11上補(bǔ)償室112所在端的端口相連接，工作流體13充滿在補(bǔ) 償室112和液體段123空間。散熱片17的材質(zhì)為高導(dǎo)熱性的金屬銅、 銅合金或鋁合金。芯材14可采用銅粉、鎳粉、不銹鋼粉、合金粉末、 二氧化硅、三氧化鋁或陶瓷粉末燒結(jié)而成。散熱片17可以焊接在真 空管12上的冷凝段122外，也可以采用其它方式連接在一起。本實(shí) 用新型中，真空管12的管體外徑大于lmm，真空管12形狀可以為任 意形狀，如矩形、三角形、圓形或梯形等，實(shí)際使用時，真空管12 可以設(shè)計較長以實(shí)現(xiàn)長距離傳熱，長真空管12還可以加大冷凝面積 而實(shí)現(xiàn)自然對流，而且真空管12結(jié)構(gòu)和制作工藝簡單，可實(shí)現(xiàn)大量 生產(chǎn)。工作流體13可選用水、煤油、甲醇、氨水或酒精。
下面對工作原理進(jìn)行描述當(dāng)蒸發(fā)室111 一端受熱時，芯材14 內(nèi)位于受熱端的工作流體13蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下經(jīng)第一 溝槽陣列15流向真空管12并在真空管12內(nèi)發(fā)生汽液兩相變化，即 在真空管12的冷凝段122冷凝成液態(tài)的工作流體13并且釋放蒸汽潛 熱，隨后液態(tài)的工作流體13經(jīng)過真空管12的液體段123流向芯材 14上補(bǔ)償室112 —端，然后靠芯材14的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì)力的作 用流回芯材14位于蒸發(fā)室111 一端。如此循環(huán)。
如圖3、圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一，第一溝槽陣列15位 于芯材14吸熱蒸發(fā)一端下側(cè)，第一溝槽陣列15上的溝槽深度小于等于芯材14厚度。第二溝槽陣列16位于芯材14另一端，第二溝槽 陣列16上的溝槽深度小于或等于芯材14厚度，第一溝槽陣列15上 的任一溝槽和第二溝槽陣列16上的任一溝槽長度之和小于所述芯材 14長度。
如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例二，第一溝槽陣列15位 于芯材14吸熱蒸發(fā)一端下側(cè)中部，第一溝槽陣列15上的溝槽深度小 于或等于芯材14厚度。第二溝槽陣列16位于芯材14另一端，第二 溝槽陣列16上的溝槽深度小于或等于芯材14厚度，第二溝槽陣列 16兩側(cè)溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列15兩側(cè)，第二溝槽陣列16 兩側(cè)溝槽與其最鄰近的第一溝槽陣列15上溝槽之間的距離大于lmm。 這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計能擴(kuò)大補(bǔ)償室112體積，還可以減小工作流體進(jìn)入蒸 發(fā)室lll的流動距離，減小流動阻力，使工作流體13更容易進(jìn)入蒸 發(fā)室而防止燒干，增加傳熱功率。
如圖7、圖8所示，本實(shí)用新型實(shí)施例三，其是在上述實(shí)施例二 基礎(chǔ)上所作的進(jìn)一步改進(jìn)，第二溝槽陣列16兩側(cè)溝槽的內(nèi)端延伸至 第一溝槽陣列15兩側(cè)，第二溝槽陣列16兩側(cè)溝槽與其最鄰近的第一 溝槽陣列15上溝槽之間的距離大于lmm，同時第二溝槽陣列16中部 溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列15上方，第一溝槽陣列15與位于其 上方的第二溝槽陣列16上溝槽深度之和小于芯材14厚度。第二溝槽 陣列16中部溝槽內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列上方，能進(jìn)一步擴(kuò)大補(bǔ)償 室112體積，使芯材14能夠充分潤濕，減小工作流體13流動阻力， 使工作流體13更容易進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)而防止燒干，增加傳熱功率。
權(quán)利要求1、高功率回路式熱管散熱裝置，包括蒸發(fā)器外殼(11)、真空管(12)和工作流體(13)，其特征在于還包括有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材(14)，芯材(14)設(shè)置在所述蒸發(fā)器外殼(11)內(nèi)并與蒸發(fā)器外殼(11)壁面緊密接合，蒸發(fā)器外殼(11)兩端口與所述真空管(12)兩端相連形成封閉回路；所述工作流體(13)填充在蒸發(fā)器外殼(11)和真空管(12)所形成的封閉空間內(nèi)，芯材(14)上設(shè)有分隔開的第一溝槽陣列(15)和第二溝槽陣列(16)，第一溝槽陣列(15)上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼(11)一端延伸形成與蒸發(fā)器外殼(11)端口連通的出口(151)，第二溝槽陣列(16)上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼(11)另一端延伸形成與蒸發(fā)器外殼(11)另一端口連通的入口(161)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述第一溝槽陣列(15)位于所述芯材(14)吸熱蒸發(fā)一端下側(cè)， 第一溝槽陣列(15)由平行排列的多個溝槽組成，第一溝槽陣列(15) 上的溝槽深度小于或等于所述芯材(14)厚度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述第二溝槽陣列(16)位于所述芯材(14)另一端，第二溝槽 陣列(16)由平行排列的多個溝槽組成，第二溝槽陣列(16)上的溝 槽深度小于或等于所述芯材(14)厚度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述第二溝槽陣列(16)兩側(cè)溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列(15) 兩側(cè)，第二溝槽陣列(16)兩側(cè)溝槽與其最鄰近的第一溝槽陣 列(15)上溝槽之間的距離大于lmm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述第二溝槽陣列(16)中部溝槽的內(nèi)端延伸至第一溝槽陣列(15)上方，第一溝槽陣列(15)與位于其上方的第二溝槽陣列(16) 上溝槽深度之和小于所述芯材(14)厚度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其 特征在于所述第一溝槽陣列(15)上的任一溝槽和第二溝槽陣列(16) 上的任一溝槽長度之和小于所述芯材(14)長度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述真空管(12)外部設(shè)置有便于其散熱的散熱片(17)，所述 散熱片(17)的材質(zhì)為高導(dǎo)熱性的金屬銅、銅合金或鋁合金。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其 特征在于所述真空管(12)材質(zhì)為銅、鋁或不銹鋼，真空管(12)的 管體外徑大于lmm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述蒸發(fā)器外殼(11)為平板型金屬殼體，所述金屬殼體材質(zhì)為 銅、銅合金、鋁合金或不銹鋼。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率回路式熱管散熱裝置，其特征 在于所述芯材(14)由銅粉、鎳粉、不銹鋼粉、合金粉末、二氧化硅、 三氧化鋁或陶瓷粉末燒結(jié)而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了高功率回路式熱管散熱裝置，包括蒸發(fā)器外殼、真空管和工作流體，其設(shè)計要點(diǎn)在于還包括有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的芯材，芯材設(shè)置在蒸發(fā)器外殼內(nèi)并與蒸發(fā)器外殼壁面緊密接合，蒸發(fā)器外殼兩端口與真空管兩端相連形成封閉回路；工作流體填充在蒸發(fā)器外殼和真空管所形成的封閉空間內(nèi)，芯材上設(shè)有分隔開的第一溝槽陣列和第二溝槽陣列，第一溝槽陣列上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼一端延伸形成與蒸發(fā)器外殼端口連通的出口，第二溝槽陣列上的各溝槽向蒸發(fā)器外殼另一端延伸形成與蒸發(fā)器外殼另一端口連通的入口。本實(shí)用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效率高的高功率回路式熱管散熱裝置。
文檔編號F28D15/02GK201306960SQ20082020244
公開日2009年9月9日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者周珍軍, 陳其亮, 陳小棉 申請人:中山偉強(qiáng)科技有限公司