專利名稱：扁形電子芯片散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子器件散熱的裝置，特別是外形扁平，采用有熱管和離心式風(fēng)扇，主要用 于便攜式電子產(chǎn)品，如筆記本式計算機(jī)中的電子芯片的散熱。
技術(shù)背景筆記本式計算機(jī)的厚度越來越薄，計算機(jī)中的發(fā)熱量越來越大，特別是中央處理器芯片 CPU和圖像處理器芯片GPU的發(fā)熱量顯著增加。散熱已成為筆記本式計算機(jī)性能提高發(fā)展 的瓶頸，散熱器的體積已占筆記本式計算機(jī)中相當(dāng)大的空間，筆記本式計算機(jī)厚度減小，受 到散熱器厚度尺寸的限制。減小散熱器尺寸，減小其所占的有效空間，使之更緊湊，并有效 提高計算機(jī)整體散熱量以及減輕重量，是筆記本式計算機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)筆記本式計算機(jī)中用的散熱器的結(jié)構(gòu)是配有風(fēng)罩的離心式風(fēng)扇， 一般采用蝸殼式風(fēng) 罩，構(gòu)成集中出風(fēng)口，散熱器的空氣對流擴(kuò)展換熱面(都采用肋片式結(jié)構(gòu)，簡稱肋片)，就設(shè)置在出風(fēng)口，通常都采用熱管，將主板上的CPU產(chǎn)生的熱量傳輸?shù)匠鲲L(fēng)口上的肋片上。這樣的結(jié)構(gòu)布置，深受工業(yè)空氣換熱器和現(xiàn)其他民用電器產(chǎn)品設(shè)計影響，再考慮到筆記本計算機(jī)中的扁平要求。這樣的散熱器問題有出風(fēng)口都設(shè)在機(jī)殼的側(cè)面，如果被堵死，熱量就 散不出來；經(jīng)風(fēng)扇驅(qū)動的空氣經(jīng)過肋片，直接排出，沒有進(jìn)一步被利用。蝸殼式風(fēng)罩占有風(fēng) 扇的大部分空間，而且是空置的，其作用僅僅是空氣導(dǎo)流擴(kuò)壓，為了減小風(fēng)罩所占空間，并 且增大出風(fēng)口寬度(以增加肋片排列長度)，風(fēng)罩并非標(biāo)準(zhǔn)的蝸殼形，因而空氣在風(fēng)罩內(nèi)被 導(dǎo)流擴(kuò)壓的過程中，渦流損失非常大，將減小空氣流量，并且出風(fēng)口處空氣流動分布不均勻， 這都對散熱不利。由于受布線要求的限制，CPU在主板上的位置有要求，不能設(shè)置在主板的靠角邊上，應(yīng) 該在中間位置，這樣從出風(fēng)口上的肋片到CPU位置有一段距離。對于熱管來說，由于受熱 管內(nèi)毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的虹吸力的限制，管內(nèi)工質(zhì)液體回流速度有限，即熱量傳輸有限，蒸發(fā)段和 冷凝段之間的距離越大，熱量傳輸越低。對于某些散熱器，由于CPU位置和散熱器位置的 限制，以及熱管彎曲半徑的限制，肋片不能直接焊在熱管上，這不僅增加了熱傳導(dǎo)的中間過 程(即熱阻)，工藝制造要求及成本也增加了。 發(fā)明內(nèi)容為克服以上現(xiàn)產(chǎn)問題，本發(fā)明通過改變空氣對流擴(kuò)展換熱面設(shè)置位置，可省去風(fēng)扇的風(fēng) 罩，省去了導(dǎo)流擴(kuò)壓所占的空間，和風(fēng)罩材料所占空間、重量以及成本；風(fēng)扇可以緊靠電子 芯片(CPU)，減小(或省去)熱管冷凝段和蒸發(fā)段之間的距離。引入強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一 步減小空氣對流擴(kuò)展換熱面的尺寸，更加合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使散熱器不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 重量輕，而且尺寸更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，散熱量將更高。本發(fā)明的技術(shù)方案是散熱器主要構(gòu)成包括有冷卻板、熱管、空氣對流擴(kuò)展換熱面以 及風(fēng)扇；風(fēng)扇為離心式，其中有葉輪和電機(jī)；熱管的蒸發(fā)段在冷卻板上，冷卻板有一平整面， 將緊貼在被冷卻的電子芯片的散熱面上；冷卻板和風(fēng)扇并排放置，散熱器整體呈扁形。本發(fā) 明的特征是空氣對流擴(kuò)展換熱面采用了肋片式或針柱式結(jié)構(gòu)，直接焊接或粘結(jié)在熱管的冷 凝段上；熱管的冷凝段有彎曲成圓弧形，該圓弧形冷凝段上的空氣對流擴(kuò)展換熱面圍著風(fēng)扇 的葉輪，正對著葉輪出風(fēng)口，和葉輪外園留有盡可能小的間隙；圍著葉輪的空氣對流擴(kuò)展換 熱面，由一段或數(shù)段組成，各段弧度之和大于18(T ?！?肋片式結(jié)構(gòu)的空氣對流擴(kuò)展換熱面應(yīng)用最廣泛，是一種最有效增大換熱面，減小空氣換 熱器尺寸，使之緊湊的結(jié)構(gòu)，如空調(diào)中的空氣換熱器(冷凝器和蒸發(fā)器)，以及工業(yè)大型空氣 換熱器中都采用肋片式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)CPU散熱器中也采用這種結(jié)構(gòu)。針柱式結(jié)構(gòu)，由于制造工藝 成本問題，應(yīng)用不廣，但是針柱式結(jié)構(gòu)本身具有強(qiáng)化傳熱特點(diǎn)，其空氣對流換熱系數(shù)是連續(xù) 面肋片的二倍還多，針對本發(fā)明所應(yīng)用的領(lǐng)域，散熱器尺寸小巧緊湊非常之重要，本發(fā)明中 采用針柱式結(jié)構(gòu)的空氣對流擴(kuò)展換熱面，將有效地減小散熱器所占的面積和空間?？諝鈱α鲾U(kuò)展換熱面直接焊接或粘接在熱管的冷凝段上，包括了由工藝需要兩者之間夾 有墊片，該墊片的存在不增加兩者之間的傳熱熱阻。直接焊接或粘接，減去了中間傳熱過程 (即熱阻)，還減去了材料成本和工藝成本。焊接可有效消除兩者之間的接觸熱阻， 一般采用 錫焊(錫釬焊)，但焊接溫度高，存在高溫?zé)峁鼙ǖ奈ｋU。粘接工藝溫度低，無爆炸危險， 但采用的粘膠必須導(dǎo)熱率高，兩者之間的接觸面積要盡可能大，要壓緊粘接，減小兩者之間 的間隙。對于針柱式結(jié)構(gòu)，不宜采用粘接工藝。離心式風(fēng)扇葉輪的整個周圈為出風(fēng)口，葉輪轉(zhuǎn)動時，空氣從葉輪整個外周圈均勻地流出， 熱管的冷凝段彎曲成圓弧形，圍著葉輪，使空氣對流擴(kuò)展換熱面正對著葉輪出風(fēng)口，并且和 葉輪外園留有盡可能小的間隙，這樣的結(jié)構(gòu)布置，帶來的優(yōu)點(diǎn)有一、流經(jīng)圍著葉輪的空氣對流擴(kuò)展換熱面的空氣均勻，不受葉輪周圈某些位置開口 (如 沒有設(shè)置空氣對流擴(kuò)展換熱面)或被堵?lián)醯挠绊?。二、增大了設(shè)置空氣對流擴(kuò)展換熱面的長 度，可以減小空氣流經(jīng)空氣對流擴(kuò)展換熱面的速度，降低空氣流動阻力，增大空氣流量。三、 沒風(fēng)罩，從散熱器排出的空氣，可以不直接排出機(jī)殼，可以再利用，用于冷卻其它器件，將 機(jī)殼內(nèi)的熱量帶出。四、風(fēng)扇可以緊靠被冷卻的電子芯片，這樣冷卻板緊靠風(fēng)扇，大大地縮 短了熱管冷凝段和蒸發(fā)段之間的距離，可以消除冷凝段和蒸發(fā)段之間的絕熱過渡段，因而熱 管的熱量傳輸提高，在同等的熱量傳輸要求下，熱管直徑或數(shù)量可以減小，不僅降低了成本， 還減去了熱管所占的空間和重量。五、也是最有意義的可省去風(fēng)扇的風(fēng)罩，省去了風(fēng)罩本 身材料厚度所占的空間、重量和造價，省去了風(fēng)罩中的導(dǎo)流擴(kuò)壓的空間，以及導(dǎo)流擴(kuò)壓中的 空氣流動損失。散熱器中的空氣換熱部分只剩下葉輪、電機(jī)和空氣對流擴(kuò)展換熱面，已經(jīng)沒有再可省去 的部件，葉輪和空氣對流擴(kuò)展換熱面之間留有的間隙是工藝結(jié)構(gòu)所必需的，防止葉輪被碰撞 和夾死，再也沒有可省去的空間。以上說明空氣對流擴(kuò)展換熱面圍著風(fēng)扇葉輪的結(jié)構(gòu)布置， 已經(jīng)是最緊湊的結(jié)構(gòu)，要想進(jìn)一步減小尺寸，只能在空氣對流擴(kuò)展換熱面和風(fēng)扇這兩部件的 具體結(jié)構(gòu)上采取措施，如采用強(qiáng)化對流傳熱結(jié)構(gòu)，提高對流換熱系數(shù)，減小換熱面積，即減 小空氣對流擴(kuò)展換熱面的尺寸；又如加大肋片密度，不僅單位空間增加了換熱面積，還有利 于提高對流換熱系數(shù)；依據(jù)空氣動力原理，優(yōu)化葉輪設(shè)計，提高葉輪轉(zhuǎn)速，可以減小葉輪直 徑或厚度，就可減小散熱器所占面積或厚度。一個風(fēng)扇可以配有一根或數(shù)根熱管，對應(yīng)的冷卻板也可以由數(shù)多個，因而圍著葉輪的空 氣對流擴(kuò)展換熱面可以由一段或數(shù)段組成，圍著葉輪的弧度是指圓弧形空氣對流擴(kuò)展換熱面 對應(yīng)的扇形角度，本發(fā)明要求各段圍著葉輪的弧度之和大于180° ，表明要有效利用葉輪周 圈出風(fēng)口處，設(shè)置空氣對流擴(kuò)展換熱面，減少空置面積(空間)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l、 6、 7、 8是本發(fā)明的總體特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、 3、 4、 5是本發(fā)明中的空氣對流換熱部分的特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖9、 10、 11是本發(fā)明中的葉輪和肋片局部特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是套片式肋片特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是波紋式肋片特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是疊片式肋片特征結(jié)構(gòu)示意圖。圖15是叉列短肋形強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)的特征剖面示意圖。圖16是百葉窗短肋形強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)的特征剖面示意圖。圖中1、冷卻板，2、熱管，3、葉輪，4、空氣對流擴(kuò)展換熱面，5、電機(jī)，6、表示空 氣流動，7、電路板，8、固定盤，9、肋片，10、表示葉輪轉(zhuǎn)動方向，11、定位折邊，12、套 管孔翻邊。圖1示出了本發(fā)明的整體特征結(jié)構(gòu)，空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)和風(fēng)扇的電機(jī)(5)在該 圖中沒有表示出來。圍著葉輪(3)的熱管(2)是一根整管，兩端是蒸發(fā)段，在冷卻板(1) 上。通常采用焊接或鑲嵌的方法將熱管的蒸發(fā)段和冷卻板相連接，目的是解決兩者之間的接 觸熱阻問題；冷卻板(1)緊靠著葉輪(3)，這樣有效地縮短了熱管蒸發(fā)段和冷凝段之間的距 離，由于熱管彎曲半徑有限制，被彎曲成圓弧形的熱管不能整個(即360° )地圍著葉輪， 也就是說圓弧形的空氣對流擴(kuò)展換熱面不能360。地圍著葉輪，靠冷卻板(1)位置附近有開 口，如圖1所示，熱管(2)的一端是直著伸到冷卻板(1)上，另一端彎曲到冷卻板(1)上， 之間有開口。但可以在伸往冷卻板(1)中的熱管上也設(shè)置空氣對流擴(kuò)展換熱面，充分利用熱 管上的每一段，消除冷凝段和蒸發(fā)段之間的絕熱段，有利于熱管的熱傳輸。圖2示出了由風(fēng)扇和熱管以及其上的空氣對流擴(kuò)展換熱面組成的空氣對流換熱部分的特 征結(jié)構(gòu)，風(fēng)扇為離心式，軸向進(jìn)氣，徑向流出，包括有葉輪(3)和電機(jī)(5)，葉輪(3)的 外圓周為出風(fēng)口，空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)正對著葉輪(3)的出風(fēng)口，經(jīng)葉輪(3)驅(qū)動的 空氣直接進(jìn)入空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)。為減小圍著葉輪(3)的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4) 的外園尺寸，即為減小散熱器所占面積，葉輪(3)和空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)之間間隙盡 可能小，但必須保證葉輪(3)不會碰到空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)和熱管(2)。為了防止從 散熱器排出的空氣直接回流到風(fēng)扇進(jìn)氣口，降低散熱量，可以利用被冷卻的電子芯片所在的 電路板(PCB板)，將電路板(7)或固定在電路板(7)上的裝置作為風(fēng)扇的一側(cè)壁，并開設(shè) 進(jìn)氣口，如圖3所示，這樣可有效地將進(jìn)氣和排氣隔開，又能減小風(fēng)扇厚度。應(yīng)用到筆記本 是計算機(jī)上，還可以再次利用散熱器排出的空氣，冷卻其它元件，將機(jī)殼內(nèi)的熱量帶出。風(fēng)扇的電機(jī)(5)因需長時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時還需超高速運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)(5)中的軸承壽命 有限，而由冷卻板(1)和熱管(2)以及其上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)組成的固定成一體 的傳熱組件無運(yùn)動件，壽命長。為了便于風(fēng)扇(電機(jī)(5) +葉輪(3))的維修和更換，可將 風(fēng)扇和傳熱組件分開固定，將風(fēng)扇固定在電子芯片所在的電路板上，如圖4所示，風(fēng)扇的電 機(jī)(5)直接固定在電路板(7)上，風(fēng)扇可以直接拆裝，而不用動傳熱組件。為提高散熱量，加厚葉輪的高度，即增加風(fēng)量，又加高了空氣對流擴(kuò)展換熱面的高度(即 增加了換熱面積)，當(dāng)空氣對流擴(kuò)展換熱面的總高度達(dá)到十多毫米時，就應(yīng)該將空氣對流擴(kuò)展 換熱面分成兩部份，分別設(shè)置在熱管(2)的冷凝段的兩背對的側(cè)面上，如圖5所示，這樣能 縮短空氣對流擴(kuò)展換熱面的根部(即靠熱管處)到其頂部之間的導(dǎo)熱距離(通常稱為肋高或
肋長)，即有效提高空氣對流擴(kuò)展換熱面的肋效率，有利于提高散熱量。在圖5中，風(fēng)扇也是 固定在電路板(7)上的，風(fēng)扇的電機(jī)(5)通過固定盤(8)固定在電路板(7)上，風(fēng)扇可 以直接從電路板(7)上拆裝；風(fēng)扇進(jìn)氣是雙側(cè)進(jìn)氣， 一側(cè)經(jīng)固定盤(8)上的進(jìn)氣口，從電 路板(7)的一側(cè)進(jìn)入，為了防止排氣從另一側(cè)進(jìn)氣口回流，應(yīng)該將該側(cè)進(jìn)氣口直接靠近機(jī)殼 的進(jìn)氣口。對于筆記本式計算機(jī)，可以考慮在下機(jī)殼開設(shè)進(jìn)氣口，將該側(cè)進(jìn)氣口直接對著下 機(jī)殼的進(jìn)氣口。風(fēng)扇雙側(cè)進(jìn)氣，可以降低進(jìn)氣流動損失，提高風(fēng)量，可靠性也提高， 一旦一 側(cè)進(jìn)氣口被堵死，風(fēng)扇還有進(jìn)氣口，散熱器還能起作用。為了減小散熱器的厚度，提高空氣對流擴(kuò)展換熱面的空氣流通面積，降低空氣流動阻力， 熱管(2)應(yīng)該選用扁形管，尤其熱管(2)為單根時，圖2、 3、 4中所采用的熱管(2)為單 根扁形熱管。也可以采用多根熱管并排放置，如圖5所示，采用了兩根熱管。采用多根熱管 的優(yōu)點(diǎn)有單根熱管的直徑(或當(dāng)量直徑)小，因而熱管容許的彎曲半徑也就小，便于散熱 器整體緊湊化設(shè)計。當(dāng)然多根熱管的成本要高一點(diǎn)。通過增加葉輪(3)和圍著葉輪(3)的熱管(2)以及其上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4) 的直徑來提高散熱器的散熱量，不是非常好的辦法，因為這將增加熱管中的液態(tài)工質(zhì)從冷凝 段回流到蒸發(fā)段的平均距離，不利于熱管中的熱量傳輸，葉輪(3)的直徑不宜超過60毫米； 增加風(fēng)扇厚度(即葉輪的厚度)，和空氣對流擴(kuò)展換熱面的高度(即空氣對流擴(kuò)展換熱面的換 熱面積)，來實現(xiàn)散熱量提高，這又將增大散熱器的厚度，對于筆記本式計算機(jī)追求厚度薄來 說，非常不利?？梢酝ㄟ^增加風(fēng)扇的數(shù)量，采用一個冷卻板(1)配有兩個或更多個風(fēng)扇(葉 輪(3))的方法來解決既要提高散熱量，又不能增加厚度的矛盾，如圖6所示，冷卻板(1) 配有兩個葉輪(3)(風(fēng)扇)，該圖還示出了圍著每個葉輪(3)的熱管(2)分成兩段，這樣設(shè) 計是為了縮短單根熱管的長度，因為直徑細(xì)小的熱管，長度越長，制造加工難度越大。對于在一個電路板上，有兩個或多個鄰近的芯片需要冷卻的情況，可以采用這樣的辦法 一個風(fēng)扇帶有(承擔(dān))兩個或多個冷卻板，如圖7所示，葉輪(3)帶有兩個冷卻板(1)。圖 8所示的散熱器中，有三個葉輪(3)和三個冷卻板(1)，其中一個冷卻板較大，三個葉輪(3) 都一起承擔(dān)著大的冷卻板(1)，這三個葉輪(3)中有兩個還分別各自承擔(dān)著一個小的冷卻板 (1)。這樣的散熱器可以應(yīng)用到大功率的筆記本式計算機(jī)中，大的冷卻板(1)承擔(dān)中央處理 芯片(CPU)的散熱，兩個小的中的一個承擔(dān)圖像處理芯片(GPU)的散熱，另一個小的冷卻 板(1)承擔(dān)北橋芯片散熱。由于各芯片尺寸不一，同種芯片安裝差異，同一電路板上的各芯片的高度和平行度不一 致，以及散熱器加工制造誤差，為保證冷卻板和芯片貼緊，壓緊配合，間隙小，對于一個風(fēng) 扇帶多個冷卻板的散熱器來說，由冷卻板和其上的熱管以及該熱管上的空氣對流擴(kuò)展換熱面 組成的傳熱組件，與另外的傳熱組件采取分開固定的方法。肋片式結(jié)構(gòu)的空氣對流擴(kuò)展換熱面應(yīng)用最廣，本發(fā)明中將首選該結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的空氣對 流擴(kuò)展換熱面將簡稱肋片。在葉輪(3)的出風(fēng)口，即葉輪的外圓周，空氣流出葉輪有周向速 度和徑向速度。葉輪的葉型不同，周向速度和徑向速度分布也就不一樣，前向型葉輪，周向 速度高，后向型的周向速度低，徑向型的居中。無論哪種葉型，都存有周向速度，方向和葉 輪的轉(zhuǎn)向一致。如果葉輪出風(fēng)口處設(shè)置的肋片，徑向呈輻射排列，肋片進(jìn)風(fēng)前緣和流出葉輪 的空氣方向有一夾角，空氣動力學(xué)中通常稱之為沖角。沖角越大，空氣流經(jīng)肋片的流動損失 (阻力)也就越大，這將減小空氣流量，不利于散熱。為了減小沖角，可以將圍著葉輪(3)
的肋片(9)順著葉輪(3)轉(zhuǎn)動方向傾斜，如圖9所示，這樣就可減小沖角。還可以采用如 下方法將圍著葉輪(3)的肋片(9)的進(jìn)風(fēng)前緣反著葉輪(3)轉(zhuǎn)動方向彎曲或彎折。如圖 IO所示，肋片(9)被彎曲，肋片(9)之間組成的流動通道就是一個擴(kuò)壓導(dǎo)流通道，此時肋 片(9)不僅起著空氣對流換熱的作用，還是導(dǎo)流器，起著導(dǎo)流擴(kuò)壓的作用。針柱式結(jié)構(gòu)在氣 流中沒有方向、沖角。套片式肋片和波紋式肋片，在現(xiàn)空氣換熱裝置中普遍采用，也將被本發(fā)明采用。在套片 式肋片中有帶翻邊的孔，熱管就插入此孔，該翻邊也稱為套管孔翻邊，如圖12所示，熱管(2) 的熱量就是從套管孔翻邊(12)與熱管(2)接觸傳熱傳到肋片(9)上，要解決并消除此處 的接觸熱阻問題，最可靠有效的方法是焊接， 一般是錫焊(釬焊)。為了保證肋片之間的片距 均勻，生產(chǎn)效率高，在套片式肋片的兩邊加工有定位折邊(11)。采用套片式肋片，自然地在 熱管(2)的兩背對側(cè)面上設(shè)置有空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)，類似圖15中所示。圖13所示的 肋片(9)就是波紋式肋片，肋片(9)采用連續(xù)的帶狀材料加工成類似波紋形， 一般采用焊 接工藝，將波紋式肋片固定在熱管(2)上，這是因為肋片(9)和熱管(2)接觸面積小，采 用粘接工藝不能保證解決肋片(9)和熱管(2)之間的接觸熱阻問題。圖14示出了一種疊片式肋片，在肋片(9)的根部是折邊，該折邊緊貼熱管(2)，熱管 (2)的熱量就是通過該折邊與熱管(2)之間接觸傳熱，傳到肋片(9)上。由于這種結(jié)構(gòu)的 肋片的折邊與熱管的接觸面積大，并且容易保證折邊被壓緊貼在熱管(2)上，因而除焊接工 藝外，還可以采用粘接工藝，解決肋片(9)和熱管(2)之間的接觸熱阻問題。為了保證肋 片之間片距均勻，生產(chǎn)效率高，在疊片式肋片的根部折邊上以及頂部折邊上加工有定位折邊 (11)，如圖14中所示。為了減小肋片的體積尺寸，在肋片(9)上采用強(qiáng)化空氣對流傳熱結(jié)構(gòu)，圖15、 16示出 了短肋形強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)，圖15為叉列短肋形，圖16為百葉窗短肋形，它們的基本特征是 空氣流經(jīng)的表面被沖切成一段段不連續(xù)的表面，空氣每流經(jīng)一段(短肋)，其上的邊界層都處 在邊界層的起始段，使整個對流換熱表面充分利用了邊界層起始段較薄、熱阻小、換熱系數(shù) 高的有利特點(diǎn)。在圍著葉輪的熱管上設(shè)置百葉窗短肋形肋片時，要注意百葉窗短肋折彎的方 向，進(jìn)風(fēng)前緣應(yīng)該反著葉輪轉(zhuǎn)動的方向折彎，如圖11所示。依據(jù)傳熱學(xué)，空氣對流換熱系數(shù)大致與片距成反比，也就是說減小片距不僅可以增加肋 片數(shù)量，即換熱面積，還可以極大地提高空氣對流換熱系數(shù)。最佳片距應(yīng)低于1毫米，但在 實際設(shè)計中還要考慮其它因素。對于連續(xù)面形肋片，片距應(yīng)該不大于1.5毫米，考慮到生產(chǎn) 工藝，以及塵埃聚集污染的危險因素，片距不應(yīng)小于0.7毫米。對于采用了短肋形強(qiáng)化傳熱 結(jié)構(gòu)的肋片，片距應(yīng)該不小于0. 7毫米，不大于2.0毫米，短肋的寬度在2.0毫米左右。在 本發(fā)明中，肋片設(shè)置在圓弧形熱管上，肋片之間的片距進(jìn)口處小，出口處大，因而上述的片 距應(yīng)該是平均片距，考慮到片距進(jìn)出口不一致，肋片的寬度(即肋片徑向尺寸)越大，進(jìn)出 口處片距差別越大，還考慮到散熱器應(yīng)該緊湊小巧，葉輪直徑不宜太大，肋片寬度應(yīng)該不大 于IO毫米。
權(quán)利要求
1、一種用于冷卻電子芯片的散熱器，包括有冷卻板(1)、熱管(2)、空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)以及風(fēng)扇，風(fēng)扇為離心式，其中包括葉輪(3)和電機(jī)(5)，熱管(2)的蒸發(fā)段在冷卻板(1)上，冷卻板(1)與葉輪(3)呈并排放置，散熱器整體呈扁形，其特征在于空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)采用了肋片式或針柱式結(jié)構(gòu)，直接焊接或粘接在熱管(2)的冷凝段上；熱管(2)的冷凝段彎曲成圓弧形，該圓弧形冷凝段上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)圍著風(fēng)扇的葉輪(3)，正對著葉輪(3)的出風(fēng)口；圍著葉輪(3)的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)由一段或數(shù)段組成，各段空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)圍著葉輪(3)的弧度之和大于180°。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于電子芯片所在的電路板(7)或固定在該電路板上的裝置為風(fēng)扇的一側(cè)壁，并開有進(jìn)氣口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其特征在于風(fēng)扇是雙側(cè)進(jìn)氣。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于由冷卻板(1)、和其上的熱管(2) 以及該熱管上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)所組成的傳熱組件與風(fēng)扇分開固定；風(fēng)扇固定在 電子芯片所在的電路板(7)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于 一個風(fēng)扇帶有兩個或更多個由冷卻板 (1)、和其上的熱管(2)以及該熱管上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)所組成的傳熱組件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于 一個冷卻板(1)配有兩個或更多個 風(fēng)扇。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于熱管(2)為單根扁形熱管，或多根 并排的熱管。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的散熱器，其特征在于熱管(2)的冷凝段的兩背對的側(cè)面 都設(shè)置有空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于肋片式結(jié)構(gòu)的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)采用了套片式結(jié)構(gòu)，或疊片式結(jié)構(gòu)，或波紋式結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱器，其特征在于在套片式和疊片式的肋片(9)上有定位折邊(11)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱器，其特征在于肋片(9)采用了叉列短肋形或百葉窗短肋形強(qiáng)化換熱結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱器，其特征在于圍著葉輪(3)的肋片(9)順著葉 輪(3)的轉(zhuǎn)動方向傾斜；或圍著葉輪(3)的肋片(9)的進(jìn)風(fēng)前緣反著葉輪(3)的轉(zhuǎn)動方向彎曲或彎折。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任何一項所述的散熱器，其特征在于肋片(9)的平均 片距，對于短肋形結(jié)構(gòu)的肋片，不大于2.0mm，對于連續(xù)面形的肋片，不大于1.5mm;肋 片(9)的寬度不大于10mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子芯片用的扁形散熱器，特別適用于筆記本式計算機(jī)。在本發(fā)明中，熱管(2)的冷凝段彎曲成圓弧形，使其上的空氣對流擴(kuò)展換熱面(4)，也就是肋片，圍著并正對葉輪(3)，這樣省去了風(fēng)罩，及其所占的空間和造價。引入空氣對流強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)，提高肋片對流換熱系數(shù)，進(jìn)一步減小肋片尺寸，使散熱器的結(jié)構(gòu)已達(dá)到最大緊湊化。冷卻板(1)緊靠葉輪(3)，減小了熱管(2)蒸發(fā)段和冷凝段之間的距離，又進(jìn)一步提高了散熱量。既輕又薄、尺寸小巧的散熱器，可使CPU在主板上隨意設(shè)置，排出的空氣再利用，將機(jī)箱內(nèi)的熱量帶出，有效地解決了筆記本式計算機(jī)的散熱問題。
文檔編號G06F1/20GK101399239SQ20071007739
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者彪 秦 申請人:彪 秦