輻射狀散熱器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種輻射狀散熱器，包括：第一基板、第二基板及若干個相變抑制傳熱板；第一基板與第二基板對應平行間隔分布；相變抑制傳熱板位于第一基板與第二基板之間，且呈輻射狀分布；相變抑制傳熱板的一邊固定于所述第一基板表面，另一邊固定于所述第二基板表面；相變抑制傳熱板內形成有具有特定形狀的熱超導管路，熱超導管路為封閉管路，熱超導管路內填充有傳熱工質。相變抑制傳熱板使得本發明的輻射狀散熱器導熱快、散熱效率高、溫差較小、散熱效率及溫差幾乎不隨相變抑制傳熱板的面積而變化、相變抑制傳熱板的面積不受限制；相變抑制傳熱板呈輻射狀分布，可以在有限的空間內盡量增加相變抑制傳熱板的面積，進而提高有限空間的散熱效率。
【專利說明】
輻射狀散熱器
技術領域
[0001]本發明涉及一種大功率電子器件散熱用散熱器，特別是涉及一種輻射狀散熱器。
【背景技術】
[0002]由于電力電子技術的飛速發展，大功率元器件的集成度越來越高，功率密度也越來越大，工作時產生的熱量也越來越大。為了保證功率器件的正常工作，必須及時有效地將熱量散掉。因為若不能及時快速將功率器件產生的熱散除，會導致功率器件中的芯片溫度升高，輕則造成效能降低，縮短使用壽命，重則會導致功率器件的失效和芯片的燒毀炸管。因此解決大功率器件散熱問題一直是困擾大功率器件封裝廠商和使用廠商的核心問題之
O
[0003]目前市面上所有售的大功率器件的散熱都是立足于傳統的傳熱機制和相應的傳熱技術。在其全部傳熱路徑上的各種改良傳熱技術的努力(包括使用熱管、翅片、采用導熱性能優良的芯片基底材料等)仍很難突破芯片散熱的瓶頸，散熱問題更為突出。傳統的散熱器中，多采用相變熱管將熱量傳導到鋁散熱鰭片，熱量智能傳導到鋁散熱鰭片的局部區域，鋁散熱鰭片上的溫差較大，且隨著鋁散熱鰭片面積的增大溫差變大，嚴重影響其散熱效果及使用壽命。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種輻射狀散熱器，用于解決現有技術中傳統鋁散熱鰭片存在的溫差較大，嚴重影響其散熱效果及使用壽命問題。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種輻射狀散熱器，所述輻射狀散熱器包括:第一基板、第二基板及若干個相變抑制傳熱板；
[0006]所述第一基板與所述第二基板對應平行間隔分布；
[0007]所述相變抑制傳熱板位于所述第一基板與所述第二基板之間，且呈輻射狀分布；所述相變抑制傳熱板的一邊固定于所述第一基板表面，另一邊固定于所述第二基板表面；所述相變抑制傳熱板內形成有具有特定形狀的熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質。
[0008]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為復合板式結構，所述相變抑制傳熱板為單面脹形態、雙面脹形態或雙面平形態。
[0009]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述熱超導管路的形狀為六邊形蜂窩狀、縱橫交錯的網狀、首尾串聯的多個U形、菱形、三角形、圓環形、或其中任一種以上的任意組合。
[0010]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板與所述第一基板及所述第二基板通過插片工藝、膠固化工藝、焊接工藝或鎖螺絲固定在一起。
[0011]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板上熱超導管路之間的區域設有通風孔。
[0012]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為直片狀、彎曲片狀或對折狀。
[0013]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括相對的兩條彎邊及相對的兩條直邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條彎邊固定于所述第一基板表面，通過另一條彎邊固定于所述第二基板表面。
[0014]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括相對的兩條彎邊及相對的兩條直邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條直邊固定于所述第一基板表面，通過另一條直邊固定于所述第二基板表面。
[0015]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括兩兩相對的四條彎邊。
[0016]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述相變抑制傳熱板為對折狀時，包括相對的兩條折邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條折邊固定于所述第一基板表面，通過另一條折邊固定于所述第二基板表面。
[0017]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述輻射狀散熱器還包括加固柱，所述加固柱位于所述第一基板與所述第二基板之間，且一端固定于所述第一基板的表面，另一端固定于所述第二基板的表面。
[0018]作為本發明的輻射狀散熱器的一種優選方案，所述加固柱的數量為多根，多根所述加固柱在所述第一基板與所述第二基板之間平行間隔均勻分布。
[0019]如上所述，本發明的輻射狀散熱器及其制備方法，具有以下有益效果:
[0020]1.采用相變抑制傳熱板代替現有技術中的常規散熱片，使得本發明的輻射狀散熱器導熱快、散熱翅片效率高、溫差較小、散熱翅片效率及溫差幾乎不隨相變抑制傳熱板的面積而變化、相變抑制傳熱板的面積不受限制；
[0021]2.相變抑制傳熱板呈輻射狀分布，可以在有限的空間內盡量增加相變抑制傳熱板的面積，進而提尚有限空間的散熱效率；
[0022]3.本發明的輻射狀散熱器制造方便靈活，成本低，散熱能力大，重量輕、體積小、夕卜形美觀，尤其適合大功率高熱流密度的電子器件散熱需求，具有廣闊的市場前景和巨大的經濟價值。
【附圖說明】
[0023]圖1顯示為本發明的輻射狀散熱器的結構示意圖。
[0024]圖2顯示為本發明的輻射狀散熱器中的相變抑制傳熱板的熱超導管路部分局部截面放大圖。
[0025]圖3顯示為本發明的輻射狀散熱器中的內部熱超導管路的形狀為六邊形蜂窩狀的相變抑制傳熱板的結構示意圖。
[0026]圖4顯示為本發明的輻射狀散熱器中的內部熱超導管路的形狀為縱橫交錯的網狀的相變抑制傳熱板的結構示意圖。
[0027]圖5顯示為本發明的輻射狀散熱器中的內部熱超導管路的形狀為首尾串聯的多個U形的相變抑制傳熱板的結構示意圖。
[0028]圖6至圖9顯示為本發明的輻射狀散熱器在不同示例中的俯視結構示意圖。
[0029]元件標號說明
[0030]I第一基板[0031 ]2第二基板
[0032]3相變抑制傳熱板
[0033]31第一板材
[0034]32第二板材
[0035]33熱超導管路
[0036]34非管路部分
[0037]35工藝口
[0038]36凸起結構
[0039]37傳熱工質
[0040]4加固柱[0041 ]5螺釘
【具體實施方式】
[0042]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0043]請參閱圖1至圖9需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，雖圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0044]請參閱圖1及圖2，本發明提供一種輻射狀散熱器，所述輻射狀散熱器包括:第一基板1、第二基板2及若干個相變抑制傳熱板3;所述第一基板I與所述第二基板2對應平行間隔分布，即所述第一基板I與所述第二基板2上下對應間隔分布;所述相變抑制傳熱板3位于所述第一基板I與所述第二基板2之間，且所述相變抑制傳熱板3呈輻射狀分布;所述相變抑制傳熱板3的一邊固定于所述第一基板I表面，另一邊固定于所述第二基板2表面;所述相變抑制傳熱板3內形成有具有特定形狀的熱超導管路33，所述熱超導管路33為封閉管路，所述熱超導管路33內填充有傳熱工質37。
[0045]作為示例，請繼續參閱圖2，所述相變抑制傳熱板3為復合板式結構，所述相變抑制傳熱板3的表面可以為如圖2所示的雙面脹形態，所述相變抑制傳熱板3包括第一板材31及第二板材32，所述第一板材31與所述第二板材32通過輥壓工藝復合在一起;所述熱超導管路33通過吹脹工藝形成，在形成所述熱超導管路33的同時，在所述第一板材31及所述第二板材32的表面形成與所述熱超導管路33相對應的凸起結構36。除了圖2所示的結構，所述相變抑制傳熱板3包括所述第一板材31及所述第二板材32時，還可以通過吹脹工藝在形成所述熱超導管路33的同時，在所述第一板材31的表面或所述第二板材32的表面形成與所述熱超導管路33相對應的所述凸起結構36，即所述相變抑制傳熱板3的表面呈單面脹形態。所述相變抑制傳熱板3的表面還可以為雙面平形態，此時所述相變抑制傳熱板3的具體結構可以與申請號為201511029540.3的專利申請文件中所述的雙面平相變抑制傳熱板結構的結構相同，具體請參閱該專利申請文件，此處不再累述。
[0046]作為示例，所述傳熱工質37為流體，優選地，所述傳熱工質37為氣體或液體或氣體與液體的混合物，更為優選地，本實施例中，所述傳熱工質37為液體與氣體的混合物。
[0047]通過采用所述相變抑制傳熱板3替代現有技術中的常規散熱片，使得所述輻射狀散熱器具有更快的導熱速率、更高的散熱翅片效率、散熱翅片效率不受散熱片的高度影響，大大提高了散熱器的散熱能力。
[0048]作為示例，如圖3所示，所述熱超導管路33的形狀可以為六邊形蜂窩狀，圖3中六邊形部分及所述相變抑制傳熱板3的邊緣部分均為非管路部分34，環繞各六邊形周圍并相互連通的結構即為所述熱超導管路33。需要說明的是，由于所述熱超導管路33通過吹脹工藝制備而成，所以在形成所述熱超導管路33的過程中，所述第一板材21或所述第二板材22上形成有工藝口 35，即亦為充工質口。所述工藝口 35在所述熱超導管路33的形狀初步形成以后，所述工藝口35通過焊接方式密封，以實現所述熱超導管路33不與外界導通。圖3為封閉通道的形狀為六邊形蜂窩狀的相變抑制傳熱板3的結構示意圖，所以在圖3中仍然可以看到工藝口 35的存在。
[0049]作為示例，如圖4所示，所述熱超導管路33的形狀還可以為縱橫交錯的網狀，圖4中各四邊形及所述相變抑制傳熱板3的邊緣部分即為非管路部分34，圍繞每個所述四邊形四周并相互連通的結構即為所述熱超導管路33。圖4中工藝口 35的存在見上述圖3相關說明，此處不再累述。
[0050]作為示例，如圖5所示，所述熱超導管路33的形狀還可以為首尾串聯的多個U形，圖5中各相互連接U形結構即為所述熱超導管路33，位于所述熱超導管路33之間的部分及所述相變抑制傳熱板3的邊緣部分即為非管路部分34。圖5中位于所述相變抑制傳熱板3兩端的U形管路通過位于所述相變抑制傳熱板3下部的管路相連接，以實現整個所述熱超導管路33的封閉連通;但位于所述相變抑制傳熱板3兩端的U形管路通連接的方式并不只限于此，位于所述相變抑制傳熱板3兩端的U形管路還可以通過位于所述相變抑制傳熱板3上部的管路相連接，即相當于將圖5中的所述熱超導管路33的形狀旋轉180°。
[0051]作為示例，所述熱超導管路33的形狀還可以為菱形結構、三角形結構、圓環形結構、或其中任一種以上結構的任意組合。
[0052]作為示例，所述相變抑制傳熱板3與所述第一基板I及所述第二基板2的材料應為導熱性良好的材料;優選地，本實施例中，所述相變抑制傳熱板3的材料、所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料均可以為銅、銅合金、鋁或鋁合金或任一種以上的任意組合。所述相變抑制傳熱板3的材料與所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料可以相同，也可以不同；優選地，本實施例中，所述相變抑制傳熱板3的材料與所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料相同。
[0053]作為示例，所述相變抑制傳熱板3與所述第一基板I及所述第二基板2可以通過插片工藝、膠固化工藝、焊接工藝或鎖螺絲固定等方式固定在一起。當所述相變抑制傳熱板3與所述第一基板I及所述第二基板2通過插片工藝固定連接時，所述第一基板I及所述第二基板2對應于所述相變抑制傳熱板3的表面均設有溝槽(未示出)，所述相變抑制傳熱板3插入所述溝槽內，并通過壓合工藝、膠固化工藝或焊接工藝實現所述相變抑制傳熱板3與所述第一基板I及所述第二基板2的固定連接;當所述相變抑制傳熱板3與所述第一基板I及所述第二極板2通過鎖螺絲固定方式固定連接時，所述第一基板I及所述第二基板2內均設有安裝通孔(未示出)，所述相變抑制傳熱板3通過所述安裝通孔及螺釘5與所述第一基板I及所述第二基板2的固定連接。
[0054]作為示例，所述相變抑制傳熱板3上熱超導管路33之間的區域設有通風孔(未示出)，以增強散熱。
[0055]需要說明的是，所述相變抑制傳熱板3呈輻射狀分布是指所述相變抑制傳熱板3相對的兩條邊自所述第一基板I及所述第二基板2之間向所述第一基板I及所述第二基板2的外部延伸，另外兩條邊至少一條邊位于所述第一基板I與所述第二基板2之間。
[0056]作為示例，如圖6所示，所述相變抑制傳熱板3可以為直片狀傳熱板，所述直片狀是指所述相變抑制傳熱板3的表面除了所述凸起結構36之外沒有褶皺，但所述相變抑制傳熱板3的各條變可以為直邊，也可以為彎邊。
[0057]作為示例，如圖7及圖8所示，所述相變抑制傳熱板3還可以為彎曲片狀，所述彎曲片狀是指所述相變抑制傳熱板3的表面形成有除了所述凸起結構36之外的褶皺或彎曲；所述褶皺或彎曲可以沿一對相對邊延伸分布，此時，該相對的兩條邊即為彎邊;所述褶皺或彎曲也可以沿兩對相對邊延伸分布，此時，所述相變抑制傳熱板3的四條邊均為彎邊。當所述相變抑制傳熱板3包括相對的兩條彎邊及相對的兩條直邊時，所述相變抑制傳熱板3可以通過其中一條彎邊固定于所述第一基板I表面，通過另一條彎邊固定于所述第二基板2表面，如圖7及圖8所示，也可以通過其中一條直邊固定于所述第一基板I的表面，通過另一條直邊固定于所述第二基板2的表面。
[0058]作為示例，所述相變抑制傳熱板3為彎曲片狀時，可以彎曲為L形，如圖7所示，也可以蛇形，如圖8所示，還可以彎曲為S形等其他形狀。
[0059]作為示例，如圖9所示，所述相變抑制傳熱板3還可以為對折狀，此時，所述相變抑制傳熱板3包括相對的兩條折邊，所述相變抑制傳熱板3通過其中一條折邊固定于所述第一基板I的表面，通過另一條折邊固定于所述第二基板2的表面。圖9以所述相變抑制傳熱板3為具有一定弧度的對折狀作為示例，在其他示例中，所述相變抑制傳熱板3還可以為對這位直角的對折狀，此時，所述相變抑制傳熱板3的對折部分的表面相隔一定的間距，以確保所述相變抑制傳熱板3具有較好的散熱效果。
[0060]需要說明的是，所述相變抑制傳熱板3的數量可以根據實際需要進行設定，即所述相變抑制傳熱板3呈輻射狀分布的密度可以根據實際需要進行設定，所述相變抑制傳熱板3的數量可以為4塊、6塊、8塊、12塊或16塊等等，此處不做限定。所述相變抑制傳熱板3呈輻射狀分布時，相鄰兩所述相變抑制傳熱板3之間的間距可以相同，也可以不同，即所述相變抑制傳熱板3可以等間距均勻分布，也可以非等間距分布;優選地，本實施例中，所述相變抑制傳熱板3等間距均勻分布。
[0061]作為示例，請繼續參閱圖1，所述輻射狀散熱器還包括加固柱4，所述加固柱4位于所述第一基板I與所述第二基板2之間，且一端固定于所述第一基板I的表面，另一端固定于所述第二基板2的表面，適于加固所述輻射狀散熱器，以確保所述輻射狀散熱器在工作時不發生變形。
[0062]作為示例，所述加固柱4的形狀可以根據實際需要設定為圓柱形、正方柱形、三角柱形、六邊柱形等等。
[0063]作為示例，所述加固柱4的數量為多根，多根所述加固柱4在所述第一基板I與所述第二基板2之間平行間隔均勻分布；圖1中以所述加固柱4的數量為三根作為示例，但實際中并不依次為限。
[0064]作為示例，所述加固柱4可以通過膠固化工藝、焊接工藝或鎖螺絲固定等方式固定于所述第一基板I及所述第二基板2的表面。當所述加固柱4通過鎖螺絲固定方式固定于所述第一基板I及所述第二基板2的表面時，所述第一基板I及所述第二基板2內設有安裝通孔，所述加固柱4通過所述安裝通孔及螺釘5固定于所述第一基板I及所述第二基板2的表面。
[0065]綜上所述，本發明提供一種輻射狀散熱器，所述輻射狀散熱器包括:第一基板、第二基板及若干個相變抑制傳熱板;所述第一基板與所述第二基板對應平行間隔分布;所述相變抑制傳熱板位于所述第一基板與所述第二基板之間，且呈輻射狀分布;所述相變抑制傳熱板的一邊固定于所述第一基板表面，另一邊固定于所述第二基板表面;所述相變抑制傳熱板內形成有具有特定形狀的熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質。采用相變抑制傳熱板代替現有技術中的常規散熱片，使得本發明的輻射狀散熱器導熱快、散熱翅片效率高、溫差較小、散熱翅片效率及溫差幾乎不隨相變抑制傳熱板的面積而變化、相變抑制傳熱板的面積不受限制;相變抑制傳熱板呈輻射狀分布，可以在有限的空間內盡量增加相變抑制傳熱板的面積，進而提高有限空間的散熱效率;本發明的輻射狀散熱器制造方便靈活，成本低，散熱能力大，重量輕、體積小，尤其適合大功率高熱流密度的電子器件散熱需求，具有廣闊的市場前景和巨大的經濟價值。
[0066]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種輻射狀散熱器，其特征在于，所述輻射狀散熱器包括:第一基板、第二基板及若干個相變抑制傳熱板； 所述第一基板與所述第二基板對應平行間隔分布； 所述相變抑制傳熱板位于所述第一基板與所述第二基板之間，且呈輻射狀分布;所述相變抑制傳熱板的一邊固定于所述第一基板表面，另一邊固定于所述第二基板表面;所述相變抑制傳熱板內形成有具有特定形狀的熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質。2.根據權利要求1所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為復合板式結構，所述相變抑制傳熱板為單面脹形態、雙面脹形態或雙面平形態。3.根據權利要求1所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述熱超導管路的形狀為六邊形蜂窩狀、縱橫交錯的網狀、首尾串聯的多個U形、菱形、三角形、圓環形、或其中任一種以上的任意組合。4.根據權利要求1所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板與所述第一基板及所述第二基板通過插片工藝、膠固化工藝、焊接工藝或鎖螺絲固定在一起。5.根據權利要求1所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板上熱超導管路之間的區域設有通風孔。6.根據權利要求1所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為直片狀、彎曲片狀或對折狀。7.根據權利要求6所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括相對的兩條彎邊及相對的兩條直邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條彎邊固定于所述第一基板表面，通過另一條彎邊固定于所述第二基板表面。8.根據權利要求6所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括相對的兩條彎邊及相對的兩條直邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條直邊固定于所述第一基板表面，通過另一條直邊固定于所述第二基板表面。9.根據權利要求6所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為彎曲片狀時，包括兩兩相對的四條彎邊。10.根據權利要求6所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述相變抑制傳熱板為對折狀時，包括相對的兩條折邊，所述相變抑制傳熱板通過其中一條折邊固定于所述第一基板表面，通過另一條折邊固定于所述第二基板表面。11.根據權利要求1至10中任一項所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述輻射狀散熱器還包括加固柱，所述加固柱位于所述第一基板與所述第二基板之間，且一端固定于所述第一基板的表面，另一端固定于所述第二基板的表面。12.根據權利要求11所述的輻射狀散熱器，其特征在于:所述加固柱的數量為多根，多根所述加固柱在所述第一基板與所述第二基板之間平行間隔均勻分布。
【文檔編號】H01L23/427GK105957849SQ201610402495
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】盧忠亮, 李居強, 仝愛星
【申請人】浙江嘉熙科技有限公司