專(zhuān)利名稱(chēng)：大功率散熱模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱模組，尤其涉及一種對(duì)LED、CPU、GPU、芯片組、功率半導(dǎo)體、電 路板或多芯片封裝等電子元件散熱的大功率散熱模組。
背景技術(shù)：
業(yè)內(nèi)采用散熱模組來(lái)對(duì)電子元件進(jìn)行散熱，目前最基本的散熱模組，是基于熱傳 導(dǎo)的原理所設(shè)計(jì)鰭片式結(jié)構(gòu)，散熱模組與電子元件相接觸，以接收電子元件工作時(shí)散發(fā)的 熱量，將熱量傳遞到鰭片組，由鰭片組將熱量散發(fā)到空氣中。鰭片與空氣接觸的面積及數(shù)量 影響著散熱模組的散熱效率，然而受限于現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，這種最基本的散熱模組結(jié)構(gòu)，僅 能實(shí)現(xiàn)功率約100W的電子元件的散熱，對(duì)于更大功率的電子元件，散熱模組就需要增設(shè)如 風(fēng)扇或其他的輔助結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加空氣流動(dòng)速度，或采用其他熱傳導(dǎo)方式來(lái)提高散熱效果， 以實(shí)現(xiàn)大功率電子元件的散熱。然而，對(duì)于某些電子元件如LED來(lái)說(shuō)，風(fēng)扇的使用壽命會(huì)遠(yuǎn) 遠(yuǎn)短于這些電子元器件的使用壽命，因此風(fēng)扇式的散熱模組，往往在電子元件仍正常工作 的時(shí)候，風(fēng)扇就已損壞，使得不能夠與電子元件的工作壽命合理的配合，以達(dá)到合格的使用 效果。而針對(duì)基本結(jié)構(gòu)的大功率散熱模組的合理設(shè)計(jì)，一直是業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決非風(fēng)扇式散熱模組散熱效率不足的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高效率的散熱 模組。本發(fā)明為解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是大功率散熱模組，用于對(duì)一發(fā)熱元件進(jìn)行散熱，包括一均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對(duì)稱(chēng)于平整段兩端， 且與平整段垂直的兩插入段；—散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片，以及設(shè)置于該中心 部位的插孔；其中，所述均熱板的兩插入段插入固定于所述散熱鰭片組的插孔內(nèi)，并與插孔內(nèi)壁貼 合，使所述均熱板與所述散熱鰭片組固定連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，均熱板的每一插入段的橫截面分別呈現(xiàn)朝外凸起的圓 弧形，使兩插入段整體組合為一具有對(duì)稱(chēng)缺口的圓環(huán)形，相應(yīng)的，所述散熱鰭片組的插孔為 分別與兩插入段形狀相配的兩弧形孔。進(jìn)一步，散熱鰭片組的兩插孔有部分相互連通。上述散熱鰭片組的的兩插孔，其連通處通過(guò)弧形面過(guò)渡。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，均熱板的平整段與其兩端的插入段之間具有向中心收 縮的過(guò)渡段。所述散熱鰭片組中心部位的端面上設(shè)有凹入的容置腔，用以容置定位均熱板的過(guò)渡段，所述插孔由容置腔內(nèi)部開(kāi)設(shè)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片圍繞中心部位呈環(huán)形排列，使散熱鰭 片組整體呈現(xiàn)圓筒形。上述的散熱鰭片組的散熱鰭片為平面片狀?；蛄硪环桨?，上述的散熱鰭片組的散熱鰭片端部呈分叉狀?；蛄硪环桨福鲜龅纳狯捚M的相鄰的散熱鰭片之間設(shè)有連接壁，連接臂與兩 相鄰散熱鰭片共同圍成通孔?；蛄硪环桨福鲜龅纳狯捚M的復(fù)數(shù)散熱鰭片均為朝向同一圓周方向彎曲的弧 形片狀。上述散熱鰭片組為一體成型結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，均熱板內(nèi)部具有密閉內(nèi)腔，內(nèi)腔壁上附著有粉末燒結(jié)部， 且內(nèi)腔內(nèi)填充有工作液，具有液氣兩相變化之功能。上述的均熱板的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的發(fā)熱元件為L(zhǎng)ED、CPU、GPU、芯片組、功率半導(dǎo)體或集成有電子元件的 電路板。16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述插入段與插孔焊接固定。上述散熱鰭片組的插孔由容置腔通至中心部位的另一端面。進(jìn)一步，均熱板的平整段略凸起于散熱鰭片組中心部位的端面，使平整段側(cè)邊與 中心部位之間留有連通至容置腔及插孔的縫隙。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提供的散熱模組，為鰭片式基本結(jié)構(gòu)的改良，配合 具備特定形狀的均熱板，合理利用了均熱板來(lái)固定發(fā)熱元件，及由均熱板最大效率的將熱 量傳導(dǎo)給散熱鰭片組，以利用散熱鰭片組的對(duì)流及與周?chē)諝獾臒峤粨Q，達(dá)到良好的散熱 效果，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不使用風(fēng)扇的情況下，本發(fā)明就能夠直接應(yīng)用于100W以上 的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散熱。


下面參考附圖和具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中均熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中均熱板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4為本發(fā)明中散熱鰭片組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明散熱鰭片組第一種實(shí)施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明散熱鰭片組第二種實(shí)施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明散熱鰭片組第三種實(shí)施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明中一種應(yīng)用的實(shí)施例的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明中一種應(yīng)用的實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種大功率散熱模組包括一均熱板1及一散熱鰭片 組2，其中參考圖2，該均熱板1經(jīng)過(guò)壓制成型為特定形狀，具有一放置發(fā)熱元件的平整段 11，以及對(duì)稱(chēng)設(shè)置于平整段11兩端的兩插入段12，該兩插入段與平整段呈相互垂直的位置 關(guān)系；參考圖4，該散熱鰭片組2為金屬材料的一體成型式結(jié)構(gòu)，也可以為分體式由多個(gè)散 熱鰭片組成的結(jié)構(gòu)，材料例如采用鋁，具備良好導(dǎo)熱性，其主要由一中心部位21及圍繞該 中心部位21位排列的復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片22組成，中心部位21設(shè)有與均熱板1的兩插入段 12對(duì)應(yīng)的插孔23，用于插裝固定均熱板1，并且在插入后，內(nèi)壁與插入段12貼合，使熱量能 夠順暢傳導(dǎo)，其中作為較優(yōu)實(shí)施方案，插入段12與插孔23在裝配過(guò)程中，可以采用貼片焊 接方式，即在插入段12或插孔23涂敷焊膏，再進(jìn)行回爐加熱，使得均熱板1與散熱鰭片組 2焊接固定，采用該方案，在加熱工程中，內(nèi)部中空的加熱板11因熱脹冷縮而具有一膨脹作 用，因此可以和散熱鰭片組2緊密貼合在一起，達(dá)到良好散熱效果。均熱板1作為本發(fā)明重要的組成部分，是一種具備優(yōu)秀熱傳導(dǎo)效率的元器件，如圖3 所示，均熱板1 一般為具有內(nèi)部密閉內(nèi)腔101的金屬結(jié)構(gòu)，在內(nèi)腔101內(nèi)填充有工作液，且內(nèi) 腔101的壁上附著有粉末燒結(jié)部102，并在內(nèi)腔101內(nèi)設(shè)有支撐整體強(qiáng)度的支撐結(jié)構(gòu)，均熱板 1內(nèi)部的工作液具有液-氣兩相變化功能，在接觸發(fā)熱元件的平整段11，受熱后工作液升華成 為氣體而吸收熱量，在流到兩側(cè)的插入段12凝固而散發(fā)熱量，達(dá)到熱傳導(dǎo)的功能。為得以最好的散熱效率，作為優(yōu)選的方案，均熱板1兩側(cè)插入段12的橫截面分別 呈現(xiàn)朝外凸起的圓弧形，使兩插入段12整體組合為一類(lèi)似圓環(huán)形的筒狀，一般情況下僅是 兩者互不接觸，令圓筒形狀分成了兩半而不完整，在兩側(cè)具有一對(duì)對(duì)稱(chēng)的缺口，如圖5 圖 6所示，相應(yīng)的散熱鰭片組2的插孔23為與兩插入段12形狀相配的兩弧形孔；且優(yōu)選的所 述兩插入段12相互連通，并通過(guò)弧形面過(guò)渡，使得熱量不會(huì)朝散熱鰭片組2的中心部位傳 導(dǎo)而造成熱量積累，且在具體連接時(shí)中空部分可以用于發(fā)熱元件的走線；當(dāng)然，為了保證所 固定的均熱板1不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)或動(dòng)搖，插孔23之間可采用部分連通，即應(yīng)該保證插孔23仍具有 限位固定的插入段12孔型，以保證固定功能。另外作為優(yōu)選的方案，均熱板1在裝配于散熱鰭片組2時(shí)選擇沒(méi)入安裝式為宜，以 得到熱量的充分傳導(dǎo)，因此本發(fā)明的較優(yōu)選方案為，均熱板1的述平整段11與其兩端的插 入段12之間具有向中心收縮的過(guò)渡段13，為使得壓制方便可設(shè)計(jì)為逐漸收口過(guò)渡的結(jié)構(gòu)， 兩過(guò)渡段13接近平整段11的一側(cè)較寬，接近插入段12的一側(cè)則較窄，因此可以作為一限 位于散熱鰭片組2的結(jié)構(gòu)；相應(yīng)的如圖中所示的，散熱鰭片組2的中心部位21 —側(cè)的端面 上設(shè)有一容置腔210，該容置腔210大小適宜于與兩過(guò)渡段13組成的寬度相適宜，同時(shí)，插 孔23開(kāi)設(shè)與容置腔210的槽底部，在裝配均熱板1時(shí)，平整段11及兩過(guò)渡段13正好可以 裝入容置腔210內(nèi)，同時(shí)插入段12可以經(jīng)容置腔210插入插孔23進(jìn)行固定，并保證容置腔 210對(duì)兩過(guò)渡段13的限位。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，還可優(yōu)選方案為插孔23設(shè)計(jì)為通孔，由散熱鰭 片組2的中心部位21的一側(cè)，容置腔210的槽底，貫通至中心部位21的另一側(cè)的端面，使 得散熱鰭片組2整體具備中空通孔，利于散熱，并且，可配合平整段11略凸起于中心部位21 端面的結(jié)構(gòu)，以在平整段11側(cè)邊留有連通至容置腔210及插孔12的縫隙，可用于發(fā)熱元件 的走線。本發(fā)明的散熱鰭片組2的較優(yōu)結(jié)構(gòu)如圖5 圖7所示，由復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片22圍繞中心部位21呈環(huán)形排列，使散熱鰭片組2整體呈現(xiàn)圓筒形，具體的，可細(xì)分為以下幾種如圖5的最基本結(jié)構(gòu)，散熱鰭片22為平面狀，垂直于中心部位21進(jìn)行分布；或如圖6所示，散熱鰭片22端部可呈分叉狀，以增加和空氣接觸的面積，提高散熱 效果；且還可以在相鄰的散熱鰭片22之間設(shè)有連接壁220，使得連接臂220與兩相鄰散熱 鰭片22共同圍成通孔221，空氣沿著通孔221以垂直方向的通過(guò)而造成空氣對(duì)流現(xiàn)象，形成 煙囪效應(yīng)，以得到更好的散熱效果；又如圖7所示，散熱鰭片22還可采用為朝向同一圓周方向彎曲的弧形狀，使得經(jīng) 過(guò)散熱鰭片22縫隙之間的空氣均朝向一個(gè)方向流動(dòng)，增加流動(dòng)。參照?qǐng)D8及圖9，本發(fā)明所應(yīng)用的發(fā)熱元件3，可以為L(zhǎng)ED、CPU、GPU(Graphic Processor Unit)、芯片組、功率半導(dǎo)體或集成有電子元件的電路板，均可采用直接貼在設(shè) 平整段11上，并采用貼片式固定，如圖中所示，應(yīng)用于LED芯片的實(shí)施方式，可在散熱鰭片 組2的中心部位21圍繞發(fā)熱元件3安裝一蓋板41，可采用螺釘與散熱鰭片組2固定連接， 并在上方配合密封圈42安裝一帶透鏡的上蓋43，整體形成密封防水結(jié)構(gòu)，其中LED芯片的 走線可以從兩平整段11之間連到散熱鰭片組2的后部，再引出。經(jīng)驗(yàn)證采用本發(fā)明所提供的散熱模組，相同功率的發(fā)熱元件，工作時(shí)溫度可以降 低10°C以上，可見(jiàn)其良好的散熱效果。當(dāng)然，針對(duì)某些發(fā)熱元件，本發(fā)明還可以配合風(fēng)扇來(lái)使用，例如風(fēng)扇可裝配在散熱 鰭片組2的一端(圖中未視出)，以大大提高散熱效率。本發(fā)明為傳統(tǒng)的鰭片式散熱模組結(jié)構(gòu)的改良，配合具備特定形狀的均熱板，且合 理利用了均熱板來(lái)固定發(fā)熱元件及熱傳導(dǎo)，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不必使用風(fēng)扇的情況 下，本發(fā)明就能夠直接應(yīng)用于100W以上的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散 熱；而若配合風(fēng)扇使用，則效果更為優(yōu)越。應(yīng)注意的是，上述只是闡述了本發(fā)明較優(yōu)的實(shí)施方式，因此并不視為本發(fā)明唯一 的保護(hù)范圍，惟應(yīng)了解的是在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具 有通常知識(shí)者而言，仍得有許多變化及修改。因此，本發(fā)明并不限制于所揭露的實(shí)施例，而 是以權(quán)利要求的保護(hù)范圍記載為準(zhǔn)，即不偏離本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所為之均等變化與修 飾，應(yīng)仍屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
權(quán)利要求
大功率散熱模組，用于對(duì)一發(fā)熱元件進(jìn)行散熱，其特征在于包括一均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對(duì)稱(chēng)于平整段兩端，且與平整段垂直的兩插入段；一散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片，以及設(shè)置于該中心部位的插孔；其中，所述均熱板的兩插入段插入固定于所述散熱鰭片組的插孔內(nèi)，并與插孔內(nèi)壁貼合，使所述均熱板與所述散熱鰭片組固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的每一插入段的 橫截面分別呈現(xiàn)朝外凸起的圓弧形，使兩插入段整體組合為一具有對(duì)稱(chēng)缺口的圓環(huán)形，相 應(yīng)的，所述散熱鰭片組的插孔為分別與兩插入段形狀相配的兩弧形孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的平整段與其兩 端的插入段之間具有向中心收縮的過(guò)渡段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組中心部位的 端面上設(shè)有凹入的容置腔，用以容置定位均熱板的過(guò)渡段，所述插孔由容置腔內(nèi)部開(kāi)設(shè)。
5.跟進(jìn)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的大功率散熱模組，其特征在于所 述復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片圍繞中心部位呈環(huán)形排列，使散熱鰭片組整體呈現(xiàn)圓筒形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的散熱鰭片 為平面片狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的散熱鰭片 端部呈分叉狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的相鄰的散 熱鰭片之間設(shè)有連接壁，連接臂與兩相鄰散熱鰭片共同圍成通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的復(fù)數(shù)散熱 鰭片均為朝向同一圓周方向彎曲的弧形片狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組為一體成型 結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板內(nèi)部具有密閉內(nèi) 腔，內(nèi)腔壁上附著有粉末燒結(jié)部，且內(nèi)腔內(nèi)填充有工作液，具有液氣兩相變化之功能。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的大功率散熱模組，其特征在于所述均熱板的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置 有支撐結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率散熱模組，其特征在于所述插入段與插孔焊接固定。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率散熱模組，其特征在于所述散熱鰭片組的插孔由容 置腔通至中心部位的另一端面。
全文摘要
大功率散熱模組，包括均熱板，具有一放置發(fā)熱元件的平整段，以及經(jīng)壓制成型而對(duì)稱(chēng)于平整段兩端，且與平整段垂直的兩插入段；散熱鰭片組，具有圍繞一中心部位排列的復(fù)數(shù)個(gè)散熱鰭片，以及設(shè)置于該中心部位的插孔；兩插入段插入固定于所述插孔內(nèi)，并與插孔內(nèi)壁貼合，述均熱板與散熱鰭片組固定連接。本發(fā)明所提供的散熱模組，配合具備特定形狀的均熱板，合理利用了均熱板來(lái)固定發(fā)熱元件，及由均熱板最大效率的將熱量傳導(dǎo)給散熱鰭片組，以利用散熱鰭片組的對(duì)流及與周?chē)諝獾臒峤粨Q，達(dá)到良好的散熱效果，相比傳統(tǒng)的散熱模組，在不使用風(fēng)扇的情況下，本發(fā)明就能夠直接應(yīng)用于100W以上的發(fā)熱元件，因此尤其適合于大功率發(fā)熱元件的散熱。
文檔編號(hào)H01L23/367GK101986775SQ20101050459
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者李克勤, 陳宏杰 申請(qǐng)人:中山偉強(qiáng)科技有限公司