一種壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種散熱模組，具體涉及一種利用壓電元件作為系統(tǒng)動(dòng)力源的散熱模組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中央處理器等發(fā)熱器件高速、高頻及集成化使其發(fā)熱量劇增，如不及時(shí)排除這些熱量，將引起發(fā)熱器件自身溫度的升高，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)熱器件的損壞或其性能的降低，因此散熱模組廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域。傳統(tǒng)散熱模組動(dòng)力部通常為離心風(fēng)扇，所占空間較大。本發(fā)明中利用壓電材料作為系統(tǒng)動(dòng)力源，當(dāng)壓電振子在交變電壓的作用下產(chǎn)生往復(fù)變形，使散熱模組動(dòng)力部密閉腔體的體積發(fā)生往復(fù)變化，并結(jié)合特殊的流道設(shè)計(jì)，產(chǎn)生氣體驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)散熱模組的散熱功能。本壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組可應(yīng)用于儀器儀表、檢測(cè)設(shè)備及機(jī)械電子領(lǐng)域中的主動(dòng)冷卻等方面，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于大批量生產(chǎn)、體積小便于微型化等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種利用壓電材料作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)氣體從散熱模組動(dòng)力部入流孔進(jìn)入，出流孔排出，從動(dòng)力部排出的氣體經(jīng)擴(kuò)散部翅片擴(kuò)散后流經(jīng)熱交換部各分流體，將由發(fā)熱器件傳到熱交換部的熱量擴(kuò)散至周?chē)諝庵?，?shí)現(xiàn)散熱。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于大批量生產(chǎn)、體積小便于微型化等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組，包括動(dòng)力部、擴(kuò)散部和熱交換部。
[0005]所述動(dòng)力部包括壓電振子、第一腔體件和第二腔體件，其中:壓電振子采用由一片壓電材料薄片粘貼在彈性基板上形成單晶片結(jié)構(gòu)，或由兩片壓電材料薄片粘貼在彈性基板兩側(cè)形成雙晶片結(jié)構(gòu)，壓電振子在交變電壓的作用下會(huì)發(fā)生沿著軸線方向的往復(fù)彎曲變形。所述壓電振子由壓電陶瓷、壓電鐵電性材料、壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成。
[0006]所述第一腔體件和所述第二腔體件是扁矩形塊且內(nèi)部分別布置有第一腔體槽和第二腔體槽；所述第一腔體槽和所述第二腔體槽的截面直徑相同，且兩者深度相同并大于壓電振子中心點(diǎn)的位移峰值；所述壓電振子布置于所述第一腔體槽和所述第二腔體槽之間，與第一腔體槽構(gòu)成密封的第一腔體，與第二腔體槽構(gòu)成密封的第二腔體；所述壓電振子安裝槽的截面直徑大于所述第一腔體槽的截面直徑且深度大于所述壓電振子的總厚度與所述壓電振子中心點(diǎn)位移峰值之和；在所述第一腔體件和所述第二腔體件的側(cè)面分別布置有將所述第一腔體和所述第二腔體與外部空氣連通的第一出流孔和第二出流孔，所述第一出流孔和所述第二出流孔截面尺寸相同且位于動(dòng)力部的同一側(cè)面；在所述第一腔體件的側(cè)面布置與所述第一出流孔垂直貫通的第一入流孔，在所述第二腔體件的側(cè)面布置與所述第二出流孔垂直貫通的第二入流孔，所述第一入流孔和所述第二入流孔均是通孔；
[0007]所述擴(kuò)散部由擴(kuò)散部底板和翅片構(gòu)成，其中:所述擴(kuò)散部底板為矩形薄板；所述翅片為薄金屬片并與擴(kuò)散部底板垂直，包括中間翅片和側(cè)面翅片；所述中間翅片為矩形且位于擴(kuò)散部底板左右兩個(gè)側(cè)面的中間位置；所述側(cè)面翅片以中間翅片為軸對(duì)稱(chēng)布置；每個(gè)所述側(cè)面翅片在擴(kuò)散部底板上的投影為一條平滑的弧線；每對(duì)對(duì)稱(chēng)側(cè)面翅片在靠近擴(kuò)散部底板前側(cè)面處間距較小，隨著遠(yuǎn)離擴(kuò)散部底板前側(cè)面，間距增加；最外層的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)側(cè)面翅片在靠近擴(kuò)散部底板前側(cè)面處構(gòu)成擴(kuò)散部入氣口，在靠近擴(kuò)散部底板后側(cè)面處構(gòu)成擴(kuò)散部出氣口 ；所述擴(kuò)散部底板上翅片的數(shù)量可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
[0008]所述散熱模組熱交換部由熱交換部底板和分流體構(gòu)成，其中:所述熱交換部底板為矩形薄板；每個(gè)所述分流體垂直分布在熱交換部底板上，若干分流體在以熱交換部前側(cè)面長(zhǎng)度方向劃分成排，每一排分流體均勾分布，且相鄰兩排分流體交錯(cuò)布置；熱交換部中分流體的排數(shù)以及每排分流體的數(shù)量可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
[0009]所述熱交換部分流體截面可以為圓形、橢圓形、三角形、矩形、五角形、U型、菱形。
[0010]所述擴(kuò)散部入氣口正對(duì)所述動(dòng)力部第一出流孔和第二出流孔布置且所述擴(kuò)散部入氣口的尺寸與動(dòng)力部的第一出流孔和第二出流孔的尺寸相同，將所述擴(kuò)散部出氣口正對(duì)熱交換部前側(cè)面布置。
[0011]工作時(shí)，熱交換部底板的底面緊貼發(fā)熱器件布置，發(fā)熱器件發(fā)出的熱量通過(guò)熱交換部底板傳導(dǎo)到熱交換部各分流體；壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組的動(dòng)力部中的壓電振子在交變電壓的作用下發(fā)生往復(fù)變形，第一腔體和第二腔體的體積隨著壓電振子的運(yùn)動(dòng)一個(gè)增大一個(gè)減小，兩腔體體積變化趨勢(shì)相反；由于腔體的體積發(fā)生往復(fù)變化，引起氣體流過(guò)出流孔和入流孔，在出流孔和入流孔的交匯區(qū)域形成局部低壓；腔體體積增加時(shí)，腔體內(nèi)壓力降低，外部氣體通過(guò)出流孔吸入腔體形成吸入高速氣流，所述吸入高速氣流在流道交匯區(qū)域形成局部低壓，從入流孔吸入的氣體隨著吸入高速氣流進(jìn)入腔體；腔體容積減小時(shí)，腔體內(nèi)部壓力上升，腔體內(nèi)氣體沿著出流孔形成排出高速氣流，所述排出高速氣流在流道交匯區(qū)域形成局部低壓，從入流孔流入的氣體隨著排出高速氣流從出流孔排出；在散熱模組動(dòng)力部工作過(guò)程中形成了氣體從入流孔吸入，從出流孔排出的氣體驅(qū)動(dòng)能力；從動(dòng)力部第一出流孔和第二出流孔排出的氣體進(jìn)入擴(kuò)散部，被擴(kuò)散部的翅片擴(kuò)散后流經(jīng)熱交換部各分流體，將由發(fā)熱器件傳導(dǎo)到熱交換部的熱量擴(kuò)散至周?chē)諝庵?，?shí)現(xiàn)散熱。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明中各部件第一個(gè)角度的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中各部件第二個(gè)角度的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中動(dòng)力部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中擴(kuò)散部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明中擴(kuò)散部的俯視圖。
[0017]圖6是本發(fā)明中熱交換部的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6對(duì)本發(fā)明的壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，壓電驅(qū)動(dòng)式散熱模組包括動(dòng)力部1、擴(kuò)散部II和熱交換部III
[0019]所述動(dòng)力部I包括壓電振子1、第一腔體件2和第二腔體件3，其中:
[0020]所述壓電振子I采用由一片壓電材料薄片11粘貼在彈性基板12上形成單晶片結(jié)構(gòu)。
[0021 ] 所述第一腔體件2是一個(gè)扁矩形塊，在第一腔體件上底面25上布置有壓電振子安裝槽26，所述壓電振子I安裝在所述壓電振子安裝槽26內(nèi)，所述壓電振子安裝槽26的深度大于所述壓電振子I的總厚度與所述壓電振子I中心點(diǎn)位移峰值之和；在所述壓電振子安裝槽26的底部中心布置有第一腔體槽23，所述第一腔體槽23的深度大于壓電振子I中心點(diǎn)的最大運(yùn)動(dòng)幅值且所述第一腔體槽23的截面直徑小于所述壓電振子安裝槽26的截面直徑；安裝后的壓電振子I與第一腔體槽23形成密封的第一腔體24 ;所述第二腔體件3是一個(gè)扁矩形塊，在第二腔體件下底面35布置第二腔體槽33，所述第二腔體槽33的深度大于所述壓電振子I中心點(diǎn)的最大運(yùn)動(dòng)幅值且所述第二腔體