專利名稱：一種半導體致冷組件專用散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利發(fā)明涉及一種半導體致冷組件專用散熱器及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導體致冷組件在制冷運行時必須對其“熱面”采取足夠的散熱措施，不然的話不僅達不到預(yù)計的制冷效果，還會降低半導體致冷組件的使用壽命，嚴重時由于散熱不良還可能導致半導體致冷組件完全失效。
半導體致冷組件的散熱方式有多種，最簡單的是風冷式散熱。最常見的風冷式散熱器是“肋片式散熱器”?，F(xiàn)有的肋片式散熱器有三種，即擠出式(見附圖1)、嵌入(包括釬焊)式(見附圖2)及鏟片式(見附圖3)。分述如下擠出式散熱器加工簡單，材料成本低，缺點是每時肋片條數(shù)密度低(4-6條)；肋片高度/厚度比受擠出模具強度的限制，肋片不能太高，因此影響散熱面積的增加；每種規(guī)格的散熱器都需要用相應(yīng)的擠出模具，才能擠軋出所需要的散熱器型材；用此方式加工的散熱器原本用于電力器件的散熱，借用于半導體致冷組件的散熱，顯得該類散熱器熱阻大，散熱效果差；但由于其成本最低，至今仍被大量使用。
嵌入式散熱器的優(yōu)點是每時肋片條數(shù)密度高(6-10條)，肋片高度/厚度比不受限制，熱阻較小，散熱效果好；缺點是嵌入肋片的基板厚度不能太薄，這既加大了材料費用，又增加了散熱器的重量；肋片嵌入(包括釬焊式)的加工方法繁瑣，加工費用高；再加上嵌入方式本身決定了肋片與基板之間不是同一體，這多少會影響散熱效果；基于上述原因，盡管該類型散熱器散熱效果好，但由于其成本高，加工方法繁瑣，致使該型散熱器很少被使用。
鏟片式散熱器的優(yōu)點是每時肋片條數(shù)可以很多(10-25)，完全不用擠出模具，整體性好；缺點是肋片間距離過密及肋片形狀都會影響通風散熱效果；再加上該類型散熱器加工費用高，散熱效果(特別是吸風時)比不上嵌入式的效果，致使該類型散熱器至今也很少被使用。

發(fā)明內(nèi)容
本專利發(fā)明的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的肋片式散熱器，和現(xiàn)有的肋片散熱器在結(jié)構(gòu)和加工方法上明顯不同。本專利發(fā)明是以積木式單元肋片為基礎(chǔ)，用最少的模具把加工件如同拼積木一樣組合成多種規(guī)格的肋片式散熱器；每時肋片條數(shù)密度可選取6-12條，肋片的高度/厚度比沒有太大的限制，便于用較少的材料成本獲取較大的散熱面積；避免嵌入式的缺點，每個肋片都和基板自成一體；新穎的結(jié)構(gòu)使每個肋片比普通擠出式散熱器的肋片薄得多，而組合后散熱器基板厚度又比嵌入式或鏟片式散熱器的基板薄，因而整個散熱器重量輕；同樣體積的本專利發(fā)明散熱器其散熱效果大幅度超過擠出式散熱器，完全不低于嵌入式散熱器；新穎的結(jié)構(gòu)使同等散熱面積的本專利發(fā)明的散熱器其材料成本低于普通擠出式散熱器，加工費用大幅度低于嵌入式和鏟片式，略高于全擠出式；本專利發(fā)明的散熱器還可以預(yù)先加工好多個裝配孔，便于散熱器和半導體致冷組件、風扇甚至于整個制冷系統(tǒng)的連接；在不增加成本的前提下本專利發(fā)明散熱器優(yōu)異的散熱效果勢必替代現(xiàn)有的肋片式散熱器，使之成為半導體致冷組件專用散熱器之一。
本專利發(fā)明的技術(shù)方案是一種全新結(jié)構(gòu)的肋片式散熱器，包括不受規(guī)格限制只需少量簡單的模具就可大批量生產(chǎn)的積木式肋片散熱器單元、兩個緊固夾板、少量的微型熱管或?qū)岚艏皟筛o固鉚(螺)釘按要求組合而成，然后加工裝配孔，最后銑平半導體致冷組件用裝配面。其特征在于本專利發(fā)明肋片式散熱器是預(yù)制的積木式肋片散熱片單元的組合及其特有的緊固、導熱的方法。


下面結(jié)合附圖和實施例對本專利發(fā)明做進一步說明附圖1是現(xiàn)有的擠出式肋片散熱器。如圖所示，每種規(guī)格都需要各自的擠出模具，同時也因為受擠出模具強度的限制，使每時肋片條數(shù)減少，肋片高度/厚度比受到限制，影響散熱面積的增加。
附圖2是現(xiàn)有的嵌入(包括釬焊式)式肋片散熱器。如圖所示，嵌入的肋片條數(shù)密度較高，肋片高度/厚度比值大，散熱面積可以很大，散熱效果好。缺點也很明顯由于基板需要預(yù)先加工(或擠出)很多槽，導致基板厚度加大，增加了材料及加工成本；把單獨切割的若干條肋片嵌入基板槽內(nèi)，不光加工復(fù)雜，基板和肋片之間接觸熱阻也比較大；采用釬焊法雖然可以減少接觸熱阻，但是進一步加大了加工費用。
附圖3是現(xiàn)有的鏟片式肋片散熱器。如圖所示，所有的肋片都是從基板母體上先“鏟”后掀起來的，這就加工方式完全擺脫擠出模具的限制，每時肋片條數(shù)密度很高，肋片高度/厚度比值很大，散熱面積可以很大；但是，由于肋片形狀及肋片間縫隙過小，散熱效果反不如嵌入釬焊式；基板太厚又增加了材料成本，加工費用過高也影響其使用的普遍性。
附圖4是本專利發(fā)明散熱器一個實施例的示意圖。圖中所示1-若干條積木式肋片散熱片單元，2-橫向?qū)岚艋蛭⑿蜔峁埽?-緊固用鉚釘(或螺釘)，4-緊固夾板，5-半導體致冷組件裝配孔，6-制冷系統(tǒng)裝配孔，7-風扇裝配孔。
附圖5是本專利發(fā)明散熱器核心部件一積木式肋片散熱片單元的主視圖。圖中所示2A-導熱棒插入孔，3A-緊固鉚釘插入孔。附圖6則是一條積木式肋片散熱片單元截面示意圖。圖中所示1A-單元的肋片部分，1B-單元的基板條部分。本專利核心發(fā)明是該種肋片式散熱器是由若干條積木式肋片散熱片單元拼裝組成；每種單元都可以用最簡單的擠出模具連續(xù)擠軋成專用積木式散熱片鋁合金型材，每種積木式單元其肋片和基板部分都是同時擠出并自成一體，因此肋片和基板部分之間的熱阻比嵌入式?。辉撔筒慕孛嬷挥幸粋€肋片及其基板部分，因此肋片高度/厚度比值受擠出模具強度的限制很小，每個肋片條很容易拉制成各種形狀的薄板條，同時與之相連的基板部分也很容易拉制成各種獨特的凹凸形狀，便于拼裝成各種規(guī)格尺寸的肋片式散熱器；再用簡單模具對積木式肋片散熱器單元型材沖孔并切斷成積木式散熱片零部件；這些孔既是組合散熱器時的工位孔，也是裝配孔，其中中間的孔用于插入橫向?qū)岬膫鳠岚?或微型熱管)，兩端的孔用于緊固積木式肋片散熱器的鉚釘(或螺絲釘)。
附圖7是本專利發(fā)明半導體致冷組件專用散熱器一個實施例的主視圖。從圖例中可以看出，該專利發(fā)明散熱器可以用不同條數(shù)的積木式肋片單元拼裝成各種規(guī)格尺寸的專用散熱器，它不必如普通擠出式散熱器那樣，每個規(guī)格都必需專門的擠出模具。
附圖8是本專利發(fā)明半導體致冷組件專用散熱器一個實施例的俯視圖。從圖例中可以看出，該專利發(fā)明的散熱器上還可以加工出各種位置及尺寸的裝配孔，用于裝配半導體致冷組件、風扇，直至整個制冷系統(tǒng)。
具體實施例方式
依照本專利發(fā)明方案先擠軋出積木式肋片散熱器單元型材，接著對專用型材沖孔并切斷成積木式肋片單元1；再用兩端的工位孔按需要的片數(shù)組合積木式肋片單元，插入導熱用熱棒(或熱管)2，配上兩側(cè)的緊固夾板4，緊固好兩端的鉚釘(或螺釘)3；加工必要的裝配孔5、6、7，最后銑平致冷組件裝配面。
權(quán)利要求
1.一種新型結(jié)構(gòu)的半導體致冷組件專用散熱器，包括若干條積木式肋片散熱片單元、橫向?qū)岚?或熱管)、兩個緊固夾板及兩條緊固用鉚釘(或螺釘)組合而成。其特征在于本散熱器和普通的肋片式散熱器從結(jié)構(gòu)上就有根本的不同，它是一種全新的肋片式散熱器，每個肋片連同其基板部分都是獨立的積木式肋片散熱器單元；積木式肋片單元是按本發(fā)明設(shè)計方案加工的模具擠軋成專用型材，再用模具沖出緊固孔和橫向?qū)峥祝唤M合好的散熱器先插入橫向?qū)岚?或微型熱管)；兩個配套的緊固夾板用兩條緊固鉚釘(或螺釘)鎖緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式肋片散熱片單元，其特征在于每個單元都是用同樣形狀和尺寸的型材加工而成，每個單元的肋片和基板連成一體，其截面形狀都是上部為凹凸不平的高而薄的肋片，便于加大散熱面積，下部為凹凸配和的短而厚的基板，便于象積木一樣組合成肋片式散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積木式肋片散熱片單元，其特征還在于每個單元在組裝前在其基板部位預(yù)先沖出多個緊固孔及橫向?qū)峥住?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的本發(fā)明散熱器，其特征還在于組合好的散熱器要插入一條以上橫向?qū)岚?或微型熱管)，便于凹凸配合而成的肋片式基板之間橫向熱傳導。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的本發(fā)明散熱器，其特征還在于插好橫向?qū)岚?或微型熱管)的積木式肋片要用兩條緊固鉚釘(或螺釘)穿過兩側(cè)的緊固夾板鎖緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的本發(fā)明散熱器，其特征還在于緊固后的基板面上按需要先加工致冷組件及制冷系統(tǒng)用裝配孔，再加工致冷組件用裝配面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的本發(fā)明散熱器，其特征還在于兩側(cè)的緊固夾板上預(yù)先加工好風扇裝配孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明散熱器，其肋片型材為擠壓用鋁合金，橫向?qū)岚粢矠閿D壓用鋁合金，橫向?qū)嵊梦⑿蜔峁軇t為無機介質(zhì)熱管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明散熱器，包括和半導體致冷組件組合而成的制冷系統(tǒng)及成品。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明散熱器，包括用于其它發(fā)熱元器件的散熱及熱交換系統(tǒng)。
全文摘要
一種半導體致冷組件專用散熱器包括若干條積木式肋片散熱片單元、橫向?qū)岚艋蛭⑿蜔峁堋⒕o固夾板及緊固鉚釘。其特殊之處在于和普通的肋片散熱器在結(jié)構(gòu)上完全不同，本發(fā)明散熱器采用的是全新的結(jié)構(gòu)及加工方法，整個散熱器的每條肋都是用積木式肋片單元拼裝組合而成。本發(fā)明集成了擠出式和嵌入(或釬焊)式肋片散熱器的優(yōu)點，只擠軋獨立的單條肋片基板型材并加工成積木式單元；擯棄了嵌入式散熱器結(jié)構(gòu)落后造成的加工方法的繁雜，通過積木式肋片基板條凹凸配合，組合成需要的肋片式散熱器；導熱棒或微型熱管進一步改善了橫向熱場梯度；用最少的材料及加工成本，達到較好的散熱效果。
文檔編號F25B21/00GK1755920SQ20041007215
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者趙厚福 申請人:趙厚福