專(zhuān)利名稱(chēng)：一種組合式熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于電子元器件散熱的組合式熱 管散熱器。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電力電子日新月異的跨越式發(fā)展，半導(dǎo)體應(yīng)用愈發(fā)廣泛，使得電子裝置 在有限空間內(nèi)集成的電子元件數(shù)目越來(lái)越多，隨之在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的高熱流密度，成為影 響整機(jī)產(chǎn)品性能和可靠性以及制約半導(dǎo)體芯片朝小型化、微型化方向發(fā)展的重大障礙，而 解決這一瓶頸的關(guān)鍵在于采用高效的散熱裝置，將高熱流密度的熱源產(chǎn)生的熱量最大化的 排出。特別是采用由半導(dǎo)體裝置組成的熱電制冷器，其產(chǎn)生的熱量能否及時(shí)散發(fā)，直接決定 了制冷器的性能發(fā)揮，同時(shí)也嚴(yán)重影響著電子冰箱或酒柜的制冷效果的好壞。而通常都是 采用比電子裝置大很多的鋁熱沉與風(fēng)扇組合進(jìn)行傳導(dǎo)加對(duì)流散熱，但熱沉所具有的較大的 擴(kuò)散熱阻及其截面上的熱流密度分布極不均勻的特性，使得電子裝置的散熱效果受到一定 的影響，直接限制了其性能的提高，同時(shí)還加大了所組成產(chǎn)品的能量消耗，為此人們都在積 極尋求更加高效的散熱方式。特別是在國(guó)家提倡節(jié)能的大背景下，更顯得尤為需要。熱管作為一種利用相變傳熱的高效傳熱介質(zhì)，具有(一)熱阻小，傳熱系數(shù)大(其 傳熱性能比銅/鋁材料高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上)，(二)優(yōu)良的等溫性，(三)熱流密度的可變 性，(四)熱流方向可逆性等優(yōu)良特點(diǎn)，因此熱管散熱器較普通的熱沉散熱器有更高的散熱 能力以及其高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，在大功率半導(dǎo)體元件散熱領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用和發(fā)展。目前一般使用的熱管散熱器由圓形熱管、散熱翅片及基座組成，或者板式熱管、鋁 熱沉及基板組成，其不足之處是其圓形熱管或者板式熱管與散熱翅片或者鋁熱沉和基板連 接是一種裝配結(jié)構(gòu)，其接觸熱阻較大，同時(shí)受制作工藝的影響，使其散熱效率受到一定的限 制。并且所使用的圓形熱管或板式熱管采用銅質(zhì)材質(zhì)，價(jià)格昂貴，普及率受到限制。實(shí)用新型200720049757. 5絲網(wǎng)式熱管散熱器是指一種由散熱管、若干散熱絲及 儲(chǔ)液盒組成的絲網(wǎng)式熱管散熱器，該散熱管為一重力型熱管，一端與儲(chǔ)液盒的出氣管相連， 一端與儲(chǔ)液盒的回流管相連，若干絲網(wǎng)式的散熱片與盤(pán)繞的散熱管垂直相連接，以期達(dá)到 散熱液在散熱管內(nèi)的單向循環(huán)過(guò)程中進(jìn)行熱量散發(fā)，其散熱效果在半導(dǎo)體制冷的裝置中應(yīng) 用效果明顯好于普通的鋁熱沉，但是其不足之處其一所占的空間過(guò)大；其二熱管與若干 散熱絲采用焊接連接，工藝復(fù)雜，且容易脫焊；其三由于上述兩種原因，造成其成本高于普 通鋁熱沉30%左右。實(shí)用新型200720049755. 6熱管散熱器包括有散熱片單元、若干熱導(dǎo)管及儲(chǔ)液盒 組成，其中若干散熱片單元與若干熱導(dǎo)管相連接，而若干熱導(dǎo)管與儲(chǔ)液盒相連接并構(gòu)成有 一內(nèi)腔，且該內(nèi)腔中含有散熱液。其傳熱均勻性較普通鋁熱沉要好，但由于其若干熱管與若 干散熱片之間為鉚接或插接連接，其接觸熱阻較大，同時(shí)圓形熱管通常是插設(shè)在片狀的散 熱片單元之中，因此其二者之間的接觸面積有限，使得熱量傳導(dǎo)受到限制。同時(shí)該熱管散熱 器還具有工藝復(fù)雜，容易變形等缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種組合式熱管散熱器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單位體積的散 熱面積大，重量輕，散熱效率高，能降低使用電子器件的產(chǎn)品能耗。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種組合式熱管散熱器，包括有一組以上的散熱單元和液體蒸發(fā)盒，所述散熱單 元包括有熱導(dǎo)管和散熱鋁箔；其中，所述熱導(dǎo)管為具有外表面和內(nèi)腔的扁管，即散熱扁管， 所述散熱鋁箔為成型為波紋狀的鋁箔；所述散熱扁管的內(nèi)腔與液體蒸發(fā)盒相連接并構(gòu)成一 封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)注有傳熱工質(zhì)；所述散熱鋁箔設(shè)置在散熱扁管的外表面上，并且 散熱鋁箔和散熱扁管的外表面連接為一體。所述散熱鋁箔與所述散熱扁管的外表面采用焊接方式相連接。所述組合式熱管散熱器包括多組散熱單元。在所述液體蒸發(fā)盒的外表面還設(shè)有熱源連接區(qū)。綜上，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的組合式熱管散熱器，包括若干散熱扁管、波紋狀的散熱鋁箔及液體 蒸發(fā)盒，所述液體蒸發(fā)盒與所述若干散熱扁管組成的封閉腔體內(nèi)灌注有傳熱工質(zhì)，所述散 熱鋁箔具有單位體積散熱面積大、重量輕、體積小等特點(diǎn)，與所述散熱鋁箔與所述散熱扁管 的外表面采用焊接連接。使用時(shí)，半導(dǎo)體電子裝置產(chǎn)生的熱源直接傳遞到所述液體蒸發(fā)盒 上的熱源連接區(qū)域，使得位于封閉盒體內(nèi)部的液體工質(zhì)受熱汽化后向上將熱量傳遞到散熱 扁管上，然后再通過(guò)所述散熱扁管外部的散熱鋁箔散發(fā)的周?chē)h(huán)境中去，而冷卻后的液體 工質(zhì)在重力場(chǎng)的作用下，又回流至熱源連接區(qū)域附近處進(jìn)行下一次循環(huán)，連續(xù)不斷的循環(huán) 將會(huì)使電子裝置產(chǎn)生的熱量源源不斷的得到散發(fā)，同時(shí)使得其表面維持一個(gè)合理的溫度范 圍，必要時(shí)通過(guò)外加的風(fēng)扇加強(qiáng)空氣流動(dòng)，以便達(dá)到更為優(yōu)良的散熱效果。因此，使用本實(shí)用新型的組合式熱管散熱器，具有如下優(yōu)點(diǎn)其一本實(shí)用新型組合式熱管散熱器散熱面積大，散熱效果優(yōu)良，散熱效率高；其二 本實(shí)用新型的散熱扁管擠壓成型加工，其中空內(nèi)表面可以加筋位對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn) 行加強(qiáng)，不但強(qiáng)化了散熱扁管的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以減少散熱扁管的厚度；其三本實(shí)用新型的散熱扁管與散熱鋁箔采用焊接連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝操作性 強(qiáng)；其四；本實(shí)用新型的主散熱單元由于采用散熱扁管及波紋狀的散熱鋁箔均為薄壁 零件，重量輕、體積小，故材料成本低廉。其五本實(shí)用新型不但在材料使用上節(jié)約能源，而且經(jīng)在半導(dǎo)體制冷裝置上測(cè)試， 其較普通的鋁熱沉散熱器節(jié)約電能效率提高了 20%以上。

圖1是本實(shí)用新型一種組合式熱管散熱器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種組合式熱管散熱器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A剖視示意圖；圖4是圖2的B-B剖視示意4[0025]圖5是圖2的C-C剖視示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、液體蒸發(fā)盒，2、連通室，3、散熱扁管，4、散熱鋁箔，5、防護(hù)板，6、連接扁管，7、封 閉腔體，11、連接筋、12、熱源連接區(qū)，21、連通室上蓋，22連通室下蓋，23、鼓包，31、加強(qiáng)筋。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種組合式熱管散熱器，如圖，1、2，包括有一組以上的散熱單 元和液體蒸發(fā)盒1，所述散熱單元包括有熱導(dǎo)管和散熱鋁箔4;其中，所述熱導(dǎo)管為具有外 表面和內(nèi)腔的扁管，即散熱扁管3，所述散熱鋁箔4為成型為波紋狀的鋁箔；所述散熱扁管 3的內(nèi)腔與液體蒸發(fā)盒1相連接并構(gòu)成一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)注有傳熱工質(zhì)；所述散 熱鋁箔4設(shè)置在散熱扁管3的外表面上，并且散熱鋁箔4和散熱扁管3的外表面連接為一 體。所述散熱鋁箔4與所述散熱扁管3的外表面采用焊接方式相連接。所述組合式熱管散熱器包括一連通室2，連接于所述散熱扁管3與液體蒸發(fā)盒1之 間，并與散熱扁管3與液體蒸發(fā)盒1共同構(gòu)成一封閉腔體。所述組合式熱管散熱器包括多組散熱單元。多組所述散熱單元共包括有多根散熱扁管3，多根所述散熱扁管3相互平行排列， 并垂直于所述連通室2的接觸面；所述散熱鋁箔4間隔排列在多根所述散熱扁管3之間。在所述液體蒸發(fā)盒1的外表面設(shè)有熱源連接區(qū)。所述散熱扁管的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)連接筋位11。如圖1至5所示，本實(shí)用新型組合式熱管散熱器包括散熱扁管3、散熱鋁箔4及液 體蒸發(fā)盒1，所述散熱扁管3與所述散熱鋁箔4相連接，所述散熱扁管3由若干擠壓成型的 具有外表面和內(nèi)腔的扁管組成，其截面形狀為方形或者帶有平面的扁橢圓形；所述散熱鋁 箔4由若干條波紋狀的帶狀成型鋁箔組成，不但壁厚薄15mm)，重量輕，而且波紋狀的 形狀延長(zhǎng)了帶狀鋁箔的長(zhǎng)度，增大了單位體積的散熱面積，其每條鋁箔的波紋形狀都具有 相同高度的波峰與波谷，方便每條鋁箔的波峰與波谷都能同時(shí)與所述散熱扁管3的外表面 相接觸相連，而且所述散熱鋁箔4間隔排列于所述散熱扁管3之間，以期達(dá)到所述散熱扁管 3與所述散熱鋁箔4能夠完全接觸，使得兩者之間的的熱量交換更為充分。同時(shí)為了減小熱 阻，所述散熱扁管3與所述散熱鋁箔4之間采用焊接連接，并且優(yōu)先采取真空釬焊技術(shù)。所述液體蒸發(fā)盒1為一封閉盒體，其上設(shè)有熱源連接區(qū)12，以方便與發(fā)熱元器件 連接。所述散熱扁管3的內(nèi)腔與所述液體蒸發(fā)盒1的內(nèi)腔相通，為了便于結(jié)構(gòu)布置以及 所述散熱扁管3與所述液體蒸發(fā)盒1之間的尺寸差異，在二者之間通常還設(shè)有連通室2，所 述連通室2是由連通室上蓋21和連通室下蓋22組成的封閉盒體，所述散熱扁管3至少有 一端與所述連通室上蓋21相連，所述液體蒸發(fā)盒1與所述連通室下蓋22相連。為便于整 體結(jié)構(gòu)布局合理，本實(shí)用新型采用所述散熱扁管3的一端與所述連通室上蓋21相連，并平 行垂直排列于所述連通室2的上方，另一端采用焊接密封處理。從而形成了一個(gè)相連通的 封閉腔體7。同時(shí)根據(jù)散熱功率的大小，合理確定散熱面積，以便確定所述散熱扁管3及所述散熱鋁箔4的規(guī)格和數(shù)量，本實(shí)用新型采用的散熱扁管的寬度為26mm，鑒于當(dāng)前的市面上 的波紋狀的所述散熱鋁箔4的高度規(guī)格有限，僅有6mm、8mm及9mm三種規(guī)格，考慮到為了加 大散熱面積，本實(shí)用新型特地增加了所述散熱鋁箔4的數(shù)量，使得每根散熱扁管3的兩側(cè)都 連接有兩條獨(dú)立的散熱鋁箔4，即構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的散熱單元，相鄰兩個(gè)散熱單元之間 設(shè)置有連接扁管6 ；每個(gè)散熱單元之間又借助類(lèi)似與所述散熱扁管3外形的薄壁連接扁管 6相互連接，以防止在制作過(guò)程中造成所述散熱鋁箔4的擠壓變形，而影響到散熱性能及產(chǎn) 品的外觀。同樣，外側(cè)則采用防護(hù)板5與外露的所述散熱鋁箔4相連接，便于對(duì)外露的所述 散熱鋁箔4進(jìn)行必要的保護(hù)和加固。在所述封閉腔體7內(nèi)充有液體傳熱工質(zhì)，為了形成熱管效應(yīng)，所述封閉腔體7內(nèi)預(yù) 先要進(jìn)行抽真空處理，以便降低傳熱工質(zhì)的沸點(diǎn)，并借助溫差變化實(shí)現(xiàn)汽液相變。因此，必 須要對(duì)所述封閉腔體7的密封性進(jìn)行必要的檢測(cè)，為了使所述散熱扁管3在密封性檢測(cè)及 抽真空的過(guò)程中保證尺寸穩(wěn)定，本實(shí)用新型的所述散熱扁管3的內(nèi)腔還設(shè)有加強(qiáng)筋31。同 時(shí)也便于減薄所述散熱扁管3的壁厚，降低材料成本。同樣，在所述連通室2的上蓋上增加 鼓包23以及在所述液體蒸發(fā)盒1的內(nèi)腔加設(shè)連接筋11也是為了同樣的目的。實(shí)際使用時(shí)，本實(shí)用新型的所述液體蒸發(fā)盒1位于下方，所述散熱鋁箔4與所述散 熱扁管3位于上部，工作時(shí)先將位于下部所述液體蒸發(fā)盒1上的熱源連接區(qū)域12與半導(dǎo)體 發(fā)熱器件充分接觸，由于重力場(chǎng)作用，使得液體傳熱工質(zhì)此時(shí)全部處于所述熱源連接區(qū)域 12所在處的所述液體蒸發(fā)盒1的內(nèi)腔下部，受熱后，液體傳熱工質(zhì)將汽化升騰，將沿著在所 述封閉腔體7經(jīng)過(guò)所述連通室2，最終進(jìn)入到所述散熱扁管3的內(nèi)腔32內(nèi)，由于所述封閉腔 體7為一連通的封閉腔，且處于相對(duì)真空的環(huán)境下，因此整個(gè)腔體內(nèi)的飽和氣壓基本一致， 因而各處的溫度也基本相同。而位于上部的所述散熱扁管3的外部由于連接有大面積散熱 鋁箔4，所以由飽和氣壓所攜帶的熱量被所述散熱鋁箔4源源不斷的散發(fā)到周?chē)耐獠靠?間后，又在所述散熱扁管3的內(nèi)壁遇冷凝結(jié)成液體，在重力場(chǎng)的作用下又回流至所述液體 蒸發(fā)盒內(nèi)進(jìn)行下一次循環(huán)。液體傳熱工質(zhì)就這樣不斷的進(jìn)行汽-液相變循環(huán)，不但使本實(shí) 用新型表面維持在同一溫度范圍內(nèi)，而且更重要的是能夠使發(fā)熱器件表面的溫度降到一個(gè) 合理的溫度范圍內(nèi)，以便維持其正常的工作，提高其工作效率。經(jīng)過(guò)我們實(shí)際測(cè)試，本實(shí)用 新型在半導(dǎo)體制冷啤酒機(jī)的熱端散熱時(shí)，其耗電量較普通的鋁熱沉散熱器節(jié)約電能超過(guò)了 20%。上述所列具體實(shí)現(xiàn)方式為非限制性的，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不偏離本實(shí) 用新型范圍內(nèi)，進(jìn)行的各種改進(jìn)和變化，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種組合式熱管散熱器，包括有一組以上的散熱單元和液體蒸發(fā)盒(1)，所述散熱單元包括有熱導(dǎo)管和散熱鋁箔(4)；其特征在于所述熱導(dǎo)管為具有外表面和內(nèi)腔的扁管，即散熱扁管(3)，所述散熱鋁箔(4)為成型為波紋狀的鋁箔；所述散熱扁管(3)的內(nèi)腔與液體蒸發(fā)盒(1)相連接并構(gòu)成一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)注有傳熱工質(zhì)；所述散熱鋁箔(4)設(shè)置在散熱扁管(3)的外表面上，并且散熱鋁箔(4)和散熱扁管(3)的外表面連接為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述散熱鋁箔(4)與 所述散熱扁管(3)的外表面采用焊接方式相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述組合式熱管 散熱器包括一連通室(2)，連接于所述散熱扁管(3)與液體蒸發(fā)盒(1)之間，并與散熱扁管 (3)與液體蒸發(fā)盒(1)共同構(gòu)成一封閉腔體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述組合式熱管散熱 器包括多組散熱單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于多組所述散熱單元共 包括有多根散熱扁管(3)，多根所述散熱扁管(3)相互平行排列，并垂直于所述連通室(2) 的接觸面；所述散熱鋁箔(4)間隔排列在多根所述散熱扁管(3)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于在所述液體蒸發(fā)盒(1) 的外表面設(shè)有熱源連接區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述散熱扁管的內(nèi)腔 內(nèi)設(shè)有多個(gè)連接筋位(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述散熱扁管(3)截 面形狀為方形或者帶有平面的扁橢圓形；所述散熱鋁箔(4)由波紋狀的帶狀成型鋁箔組 成，壁厚< 0. 15mm，每條鋁箔的波紋形狀都具有相同高度的波峰與波谷。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于所述連通室(2)是由 連通室上蓋(21)和連通室下蓋(22)組成的封閉盒體，所述散熱扁管(3)的一端與所述連 通室上蓋(21)相連，并平行垂直排列于所述連通室(2)的上方，另一端采用焊接密封處理； 所述液體蒸發(fā)盒(1)與所述連通室下蓋(22)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種組合式熱管散熱器，其特征在于每根所述散熱扁管 (3)的兩側(cè)都連接有兩條獨(dú)立的散熱鋁箔(4)，即構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的散熱單元，相鄰兩 個(gè)散熱單元之間設(shè)置有連接扁管(6)；散熱單元的最外側(cè)設(shè)置有便于對(duì)外露的所述散熱鋁 箔(4)進(jìn)行必要的保護(hù)和加固的防護(hù)板(5)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種組合式熱管散熱器，由散熱扁管、散熱鋁箔，以及液體蒸發(fā)盒組成，所述散熱鋁箔為若干條波紋狀的成型鋁箔組成，所述散熱扁管是由若干具有外表面和內(nèi)腔的擠制扃管組成，其外表面分別與所述散熱鋁箔相連接，所述液體蒸發(fā)盒與所述若干散熱扁管的內(nèi)腔相連通并構(gòu)成一封閉腔體，所述封閉腔體內(nèi)注有傳熱工質(zhì)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單位體積的散熱面積大，散熱效率高。特別適合用于熱電制冷裝置，經(jīng)在半導(dǎo)體制冷裝置上測(cè)試，其較普通的鋁熱沉節(jié)能效率提高20％以上；本實(shí)用新型由于采用鋁箔及薄壁扁管作為散熱主體，重量輕、體積小，故材料成本低廉。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201639917SQ20102906804
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者王冬雷 申請(qǐng)人:廣東德豪潤(rùn)達(dá)電氣股份有限公司