專利名稱：散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件熱量的散熱裝置，尤其是能夠散發(fā)高熱流密度大功率熱量的而使自身保持均低溫升的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
目前，公知的散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件熱量的散熱器，是擠壓或切削成形的散熱翅片散熱器，在散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件高熱流密度大功率熱量時(shí)，由于散熱翅片散熱器盡管采用鋁或銅質(zhì)良導(dǎo)熱體材料，當(dāng)做到足夠大的散熱面積時(shí)，因受到加工成形過程中，使得固體材料密度發(fā)生疏松，造成熱導(dǎo)率降低或距離過長的制約，而使散熱器在接近半導(dǎo)體溫差電器件的部位溫升高，遠(yuǎn)離之部位溫升低，造成散熱器自身形成溫差，實(shí)際未達(dá)到均低溫升，或是通過熱管散熱器即類似壓縮機(jī)制冷中的絲管冷凝器進(jìn)行散熱，熱管主要功效是傳熱，利用工質(zhì)蒸騰傳熱速度雖快，但自身無法構(gòu)成實(shí)際所需要的散熱面積，尚未有充分的散熱能力，因而在達(dá)到熱平衡后，接近熱源部位溫升仍高，以上兩者相互結(jié)合僅有兩要素的條件下也無法解決問題，因此均不能實(shí)際滿足半導(dǎo)體溫差電器件散發(fā)熱量之要求。
本發(fā)明的目的是提供一種針對半導(dǎo)體溫差電器件高熱流密度大功率熱量的特性，將良導(dǎo)熱體高致密度的散熱翅片、熱管、母板在有三個(gè)要素的條件下，相互焊接形成的金屬一體化散熱器，才能完全避免因材料密度變低所造成的不良影響，并充分利用散熱翅片能自由排列組合形成最佳的散熱面積與熱管傳熱速度快兩者相結(jié)合的優(yōu)勢，加之母板位置處于直接接受熱源的結(jié)構(gòu)，最大限度地造成傳熱、散熱同時(shí)高效率地在散熱器整體上進(jìn)行，不產(chǎn)生局部間明顯的溫差，使散熱器整體達(dá)到均低溫升，以適應(yīng)半導(dǎo)體溫差電器件散熱特性的要求。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種由散熱翅片、熱管、母板作為三要素排列組合相互焊接形成的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其散熱翅片是由高致密度鋁或銅質(zhì)薄板材料以兩側(cè)翅片平行方式對稱雙線折疊起來形成的，類似倒“U”字形，兩側(cè)翅片連接部分是長方形的外折面，在外折面上有各種形式的通風(fēng)孔，外觀為圓形或方形孔或百葉窗或下陷側(cè)孔，散熱翅片的側(cè)面上有或無各種形式的通風(fēng)孔，散熱翅片的側(cè)面可平面狀也可壓軋出瓦楞狀，以增加散熱面積，散熱翅片底部是呈長方形條狀的底折面，在底折面上有拱門形熱管通道，在翅片上有供熱管穿行的裝配圓孔，熱管一部分伏在翅片底折面的熱管通道內(nèi)，一部分穿行在散熱翅片的裝配圓孔中，熱管間曲折連接，熱管首尾端由工質(zhì)回流管連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路，若干散熱翅片以一定間隔平行分布，由熱管穿行在翅片上的裝配圓孔中并排列組合起來，熱管穿行線路根據(jù)散熱器整體溫升分布的需要來進(jìn)行，其管路走向總趨勢是伏在翅片底折面的部分要直接連接到散熱器溫升較低的部位，即工質(zhì)受熱蒸騰要把熱量首先迅速地傳遞到散熱器較遠(yuǎn)端的翅片群中，工質(zhì)冷凝回流利用重力以加快循環(huán)速度，由此構(gòu)成垂直水平曲折型與平行水平曲折型，如上述排列組合到外觀為熱管伏翅片底折面并曲折穿翅片的構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路的長方體狀的散熱翅片柵排，將此柵排所有散熱翅片底折面以及伏在其下的熱管部分一并通過焊接在公共的高致密度的鋁或銅質(zhì)的母板上，母板位置根據(jù)半導(dǎo)體溫差電器件的裝配需要，可置于翅片柵排的中間，也可偏向一端，由此構(gòu)成各種類型的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，在母板金屬一體化的一面為焊接面，其反面作為接受半導(dǎo)體溫差電器件熱量的傳導(dǎo)面，可直接以焊接或粘接的方式復(fù)合半導(dǎo)體溫差電器件。
由于采用上述方案，使該散熱器在整體上保持均低溫升，可使半導(dǎo)體溫差電器件最充分地形成溫差，沒有任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，便可達(dá)到致冷的實(shí)用程度，可廣泛地應(yīng)用于家用半導(dǎo)體致冷器具中。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明三要素示意。
圖2為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例熱管垂直水平曲折型示意。
圖3為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例熱管平行水平曲折型母板中間位示意。
圖4為本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例熱管平行水平曲折型母板偏端位示意。
圖中1、散熱翅片2、外折面3、通風(fēng)孔4、圓形或方形孔5、百葉窗6、下陷側(cè)孔7、側(cè)面8、瓦楞9、底折面10、熱管通道11、熱管12、裝配圓孔13、回流管14、翅片柵排15、母板16、焊接面17、傳導(dǎo)面如圖1所示本發(fā)明三要素散熱翅片(1)是由高致密度鋁或銅質(zhì)薄板材料以兩側(cè)翅片平行方式對稱雙線折疊起來形成的，類似倒“U”字形，兩側(cè)翅片連接部分是長方形的外折面(2)，在外折面上有各種形式的通風(fēng)孔(3)，外觀為圓形或方形孔(4)或百葉窗(5)或下陷側(cè)孔(6)，散熱翅片的側(cè)面(7)上有或無各種形式的通風(fēng)孔(3)，散熱翅片的側(cè)面可平面狀也可壓軋出瓦楞(8)狀，以增加散熱面積，散熱翅片底部是呈長方形條狀的底折面(9)，在底折面上有拱門形熱管通道(10)，在散熱翅片上有供熱管(11)穿行的裝配圓孔(12)，熱管一部分伏在翅片底折面的熱管通道內(nèi)，一部分穿行在散熱翅片的裝配圓孔中，曲折連接起來并在其首尾端由工質(zhì)回流管(13)連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路，熱管穿行的方式詳見下面第一、二實(shí)施例中的描述，將高致密度矩形鋁或銅質(zhì)的母板(15)制備成一面為金屬一體化焊接面(16)，供翅片群中眾多底折面進(jìn)行焊接，其反面為接受半導(dǎo)體溫差電器件熱量的傳導(dǎo)面(17)，可直接以焊接或粘接的方式復(fù)合半導(dǎo)體溫差電器件。
如圖2所示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例將若干散熱翅片(1)以一定間隔平行分布，由熱管(11)穿行到散熱翅片上的裝配圓孔(12)中并排列組合起來，熱管間曲折連接，當(dāng)散熱翅片以水平方式應(yīng)用時(shí)，其穿行熱管便垂直于水平面，熱管穿行路線根據(jù)散熱器整體溫升分布的需要來進(jìn)行，其管路走向總趨勢是伏在翅片底折面(9)的部分要直接連接到散熱器溫升較低的部位，即工質(zhì)受熱蒸騰要把熱量首先迅速地傳遞到散熱器較遠(yuǎn)端的翅片群中，工質(zhì)冷凝回流利用重力以加快循環(huán)速度，在熱管首尾端由工質(zhì)回流管(13)連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路，如此排列組合到外觀為熱管伏翅片底折面并垂直水平曲折穿翅片的構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路的長方體狀的散熱翅片柵排(14)，將此柵排所有散熱翅片底折面以及伏在其下的熱管部分一并通過焊接在公共的鋁或銅質(zhì)的母板(15)上，便構(gòu)成垂直水平曲折型的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
如圖3所示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例將若干散熱翅片(1)以一定間隔平行分布，由熱管(11)穿行到散熱翅片上的裝配圓孔(12)中并排列組合起來，熱管間曲折連接，當(dāng)散熱翅片以垂直方式應(yīng)用時(shí)，其穿行熱管便平行于水平面，熱管穿行路線根據(jù)散熱器整體溫升分布的需要來進(jìn)行，其管路走向總趨勢是伏在翅片底折面(9)的部分要直接連接到散熱器溫升較低的部位，即工質(zhì)受熱蒸騰要把熱量首先迅速地傳遞到散熱器較遠(yuǎn)端的翅片群中，工質(zhì)冷凝回流利用重力以加快循環(huán)速度，在熱管首尾端由工質(zhì)回流管(13)連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路，如此排列組合到外觀為熱管伏翅片底折面并平行水平曲折穿翅片的構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路的長方體狀的散熱翅片柵排(14)，將此柵排所有散熱翅片底折面以及伏在其下的熱管部分一并通過焊接在公共的鋁或銅質(zhì)的母板(15)上，母板位置位于翅片柵排中間，便構(gòu)成平行水平曲折型母板中間位的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
如圖4所示本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例該實(shí)施例雷同于第二個(gè)實(shí)施例，所不同處為母板(15)位置位于翅片柵排(14)一端，便構(gòu)成平行水平曲折型母板偏端位的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
以上各實(shí)施例當(dāng)通電時(shí)半導(dǎo)體溫差電器件開始工作，半導(dǎo)體溫差電器件便釋放出高熱流密度大功率熱量，該熱量通過母板傳導(dǎo)面上的焊接或粘接的復(fù)合部位迅速地傳導(dǎo)至整個(gè)母板，母板的熱量通過焊接面與底折面的焊接層一方面?zhèn)鲗?dǎo)至散熱翅片中，另一方面通過焊接面與伏在底折面下的熱管焊接層傳導(dǎo)至熱管內(nèi)被工質(zhì)吸收，工質(zhì)受熱蒸騰并在密封曲折的回路中通過散熱翅片上的裝配圓孔傳導(dǎo)至溫度較低的散熱翅片群中，并散熱冷凝循環(huán)，彌補(bǔ)固體熱傳導(dǎo)速度慢的不足，使全部的散熱翅片的溫升幾乎相同，使全部的散熱翅片的表面積幾乎同時(shí)地參與與環(huán)境的熱交換，由此構(gòu)成能夠散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件高熱流密度大功率熱量的而使自身保持均低溫升的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
權(quán)利要求
1.一種能夠散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件高熱流密度大功率熱量的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是將散熱翅片(1)、熱管(11)、母板(15)作為三要素排列組合相互焊接形成的金屬一體化散熱器，其散熱翅片是由高致密度鋁或銅質(zhì)薄板材料以兩側(cè)翅片平行方式對稱雙線折疊起來形成的，類似倒“U”字形，兩側(cè)翅片連接部分是長方形的外折面(2)，在外折面上有各種形式的通風(fēng)孔(3)，外觀為圓形或方形孔(4)或百葉窗(5)或下陷側(cè)孔(6)，散熱翅片的側(cè)面(7)上有或無各種形式的通風(fēng)孔(3)，散熱翅片的側(cè)面可平面狀也可壓軋出瓦楞(8)狀，以增加散熱面積，散熱翅片底部是呈長方形條狀的底折面(9)，在底折面上有拱門形熱管通道(10)，在散熱翅片上有供熱管(11)穿行的裝配圓孔(12)，熱管一部分伏在翅片底折面的熱管通道內(nèi)，一部分穿行在散熱翅片的裝配圓孔中，熱管間曲折連接，熱管首尾端由工質(zhì)回流管(13)連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路，若干散熱翅片以一定間隔平行分布，由熱管穿行在翅片上的裝配圓孔中并排列組合起來，熱管穿行路線根據(jù)散熱器整體溫升分布的需要來進(jìn)行，由此構(gòu)成垂直水平曲折型與平行水平曲折型，如上述排列組合到外觀為熱管伏翅片底折面并曲折穿翅片的構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路的長方體狀的散熱翅片柵排(14)，將此柵排所有散熱翅片底折面以及伏在其下的熱管部分一并通過焊接在公共的高致密度的鋁或銅質(zhì)的母板(15)上，母板位置根據(jù)半導(dǎo)體溫差電器件的裝配需要，可置于翅片柵排的中間，也可偏向一端，由此構(gòu)成各種類型的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，在母板金屬一體化的一面為焊接面(16)，其反面作為接受半導(dǎo)體溫差電器件熱量的傳導(dǎo)面(17)，可直接以焊接或粘接的方式復(fù)合半導(dǎo)體溫差電器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是散熱翅片(1)以兩側(cè)翅片平行方式對稱雙線折疊起來形成的，類似倒“U”字形，兩側(cè)翅片連接部分是長方形的外折面(2)，在外折面上有各種形式的通風(fēng)孔(3)，外觀為圓形或方形孔(4)或百葉窗(5)或下陷側(cè)孔(6)，散熱翅片的側(cè)面(7)上有或無各種形式的通風(fēng)孔(3)，散熱翅片的側(cè)面可平面狀也可壓軋出瓦楞(8)狀，散熱翅片底部是呈長方形條狀的底折面(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是熱管(11)一部分伏在散熱翅片(1)底折面(9)的熱管通道(10)內(nèi)，一部分穿行在散熱翅片的裝配圓孔(12)中，熱管間曲折連接，熱管首尾端由工質(zhì)回流管(13)連接，構(gòu)成密封循環(huán)管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是若干散熱翅片(1)以一定間隔平行分布，由熱管(11)穿行在散熱翅片上的裝配圓孔(12)中并排列組合起來構(gòu)成垂直水平曲折型與平行水平曲折型散熱翅片柵排(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是母板(15)可置于散熱翅片柵排(14)中間位或偏端位，將柵排所有散熱翅片底折面以及伏在其下的熱管部分一并焊接在母板的焊接面(16)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是各種類型的散熱翅片(1)、各種走向曲折型的熱管(11)與不同位置的母板(15)作為三要素排列組合相互焊接由此構(gòu)成各種類型的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是母板(15)的傳導(dǎo)面(17)可直接以焊接或粘接的方式復(fù)合半導(dǎo)體溫差電器件。
全文摘要
一種能夠散發(fā)半導(dǎo)體溫差電器件高熱流密度大功率熱量的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，其特征是將散熱翅片、熱管、母板作為三要素排列組合相互焊接形成的，根據(jù)熱管走向可形成熱管垂直水平曲折型和平行水平曲折型各種形式的散熱翅片柵排，根據(jù)母板位置可形成母板中間位或偏端位，由此構(gòu)成各種類型的散熱翅片、熱管、母板金屬一體化散熱器，沒有任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，便可達(dá)到致冷的實(shí)用程度，可廣泛應(yīng)用在家用半導(dǎo)體致冷器具中。
文檔編號F24D13/04GK1523300SQ0310266
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者吳鴻平 申請人:吳鴻平