专利名称：蒸发传热管式散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种散热器件，特别是用于电子元器件、集成芯片、高发热体、密闭框体等散热和冷却的散热器件。
目前为止，集成芯片及其他电子元件的冷却依靠的主要是由铝或铜材压制或铸造形成的散热片。如
图1所示为现有散热器的典型结构。目前计算机中CPU的散热器大多数为这种形式。这种散热器的鳍片和底座均为实芯构造，其工作原理是芯片产生的热量首先以导热的方式传递给散热器底座，然后由底座以导热的方式传递给鳍片，之后热量通过鳍片与空气的自然对流或由风扇产生的强制对流散发出去。这种散热器的缺点是热量在散热片的底座和鳍片中，以及从底座到鳍片的传递过程均为导热传热。所以其散热量很有限。当发热体的发热量较高时，这种散热片的能力就会严重不足，从而导致发热体的高温破坏。同时，受热量传递方向的限制，这种散热片的底座对发热体的温度没有均匀作用，从而导致发热体局部温度过高的现象。
随着电子和数字技术的高速发展，集成芯片的尺寸越来越小，运算速度越来越快，由此导致集成芯片等发热体的发热量越来越大，从而导致发热体的温度的越来越高。为充分提高现有散热器的能力，目前普遍采用加大散热器散热面积的方法。这种方法不仅大大增加了散热器的体积，而且对散热量的增加没有多少益处。原因在于，在增加散热器体积的同时，也大大增加了热量在散热器中的传递距离。根据传热学的基本原理，传热热阻与传递距离呈正比，所以，增大散热器尺寸的方法收效很有限。
本实用新型的结构包括传热器底座和固定在底座上的金属传热管，所说的金属传热管为其中封装有一定量液体的密闭式传热管，该传热管的一部分与底座相接触，传热管两端封闭或首尾相连。该传热管是利用传热管中的液体通过蒸发、冷凝的相变循环过程将底座的接触热传递散发出去，因而成为一种蒸发传热管式散热器。
所述的金属传热管可设计为呈1圈至多圈的环形，该环形金属传热管可首尾相连，也可首尾不相连但两端封闭。
所述的金属传热管也可设计成为如下结构形式该金属传热管两端封闭，有一段与底座相接触，有一端或两端向上伸的部分，形成“L”形或“U”形或半环形。
为进一步提高散热效果，可在所说的金属传热管上安装用于强化散热的传热金属丝或传热金属片，金属丝或金属片可以采用焊接或套装的方法紧密安装在传热管上。
以上所述的传热管的管壁可以采用铝、铜、铝合金、铜合金、或其他热的良导体制造。传热管内封装的动作液体可以是水、酒精或其他冷媒。
本实用新型中的金属传热管的工作原理是这样的对于首尾相连的环形传热管道，当在传热管的某一部分加热时，引起加热处管内液体的蒸发.液体的蒸发在管道内产生压力差，从而导致管内液体的流动。流动方向根据压力差的方向以及重力的方向来确定。蒸发后产生的蒸汽与水的混合物在流动的过程中与不加热部分的管壁发生热交换，从而将热量传递出去，同时，管内蒸汽凝结.从而将热量释放出去.凝结的液体在压力差的作用下再返回加热部，由此周而复始，完成热量的传递。
对于首尾不相连的传热管，蒸发产生的蒸汽在通道内压力差的作用下上升到传热管的顶部，在顶部将热量散发给空气并凝结。凝结产生的液体沿管壁或毛细网返回传热管的根部。
将所述的蒸发式金属传热管通过焊接或嵌入的方法与散热底版紧密相连，即构成本实用新型的蒸发传热管式散热器。
这种散热器的传热原理是散热器底座与发热体紧密接触，热量通过底座金属的导热传递给与之相接触的传热管，从而导致密闭的传热管中动作液体的蒸发。由于传热管与底座相连的根部的温度较其他部分的高，所以，传热管根部的液体首先蒸发。液体的蒸发在管道内产生压力差，从而导致管内液体的流动。流动方向根据压力差的方向以及重力的方向来确定。蒸发后产生的蒸汽与水的混合物在流动的过程中与不加热部分的管壁发生热交换，从而将热量传递给管壁，然后由管壁以及管壁上的强化传热金属丝或金属片通过与空气的自然对流或强制对流散发出去.热量释放后，管内蒸汽凝结.凝结的液体在压力差的作用下再返回加热部，由此周而复始，完成散热过程。
本实用新型的优点是传热管中热量的传递过程是对流换热，其换热量远高于普通金属的导热。同时，由于管内液体蒸发和凝结过程所传递的热量为潜热量，这个热量远高于金属的导热量。所以，应用本发明的传热管设计的散热器的散热能力也远高于普通散热器的能力。
本实用新型的另一个优点是在普通金属散热器的鳍片中，从鳍片根部到端部有很大的温度差。根据传热学的基本原理，在风速相同的情况下，温度高的部分换热量大。然而，现有的金属散热器的端部风速远高于根部的温度，从而使散热器根部得不到良好散热。所以，现有散热器的散热量很小。而对于本发明的传热管型散热器，液体在蒸发及凝结的过程中温度不变，也就是说，这种散热器在工作过程中从传热管根部到顶部的温度相同，这就大大促进了传热管与空气的换热量。
同时，由于采用在传热管上连接金属丝或金属片的强化传热手段，从而使本散热器的整体散热效果更加优良。除此之外，本发明中，传热管的各个侧面均可以接受空气的冲刷，从而使这种散热器的有效散热面积大大提高。
实施例二本实施例如图4所示，由散热器底座1，金属传热管3和强化散热的传热金属丝4构成。金属传热管3为两端封闭的半环形，其底部(即根部)的一段固定在散热器的底座1上，由数个(图示有2个)平行排列构成，传热管中封装有水作为传热介质。传热金属丝4固定的金属传热管3的侧面(即传热器两端上伸的部分)。
实施例三本实施例如图5所示，由散热器底座1，金属传热管3和强化散热的传热金属板5构成。金属传热管3为两端封闭的半环形，其底部(即根部)的一段固定在散热器的底座1上，由数个(图示有2个)平行排列构成，传热管中封装有酒精作为传热介质。传热金属片5安装固定的金属传热管3的侧面(即传热器两端上伸的部分)。
实施例四图6图示了本实施例的金属传热管3，该传热管采用首尾相连的多周连续环形管，构成蒸发式金属传热管，将该传热管的根部固定于如图3所示的散热器底座1即为本实用新型的蒸发传热管式散热器。
实施例五图7图示了本实施例的金属传热管3，该传热管采用一周首尾相连的蒸发式金属传热管，将该传热管的根部固定于如图3所示的散热器底座1即为本实用新型的蒸发传热管式散热器。
实施例六图8图示了本实施例的金属传热管3，该传热管采用首尾不相连的多周连续环形管构成的蒸发式金属传热管，将该传热管的根部固定于如图3所示的散热器底座1即为本实用新型的蒸发传热管式散热器。
权利要求1.一种蒸发式传热管式散热器，其特征在于包括传热器底板和固定在底板上的金属传热管，所说的金属传热管为其中封装有一定量液体的密闭式传热管，该传热管的一部分与底板相接触，传热管两端封闭或首尾相连。
2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于所说的金属传热管为呈1圈至多圈的环形。
3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于所说的金属传热管两端封闭，有一段与底座相接触，有一端或两端向上伸的部分，形成“L”形或“U”形或半环形。
4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于所说的金属传热管上装有用于强化散热的传热金属丝或传热金属片。
专利摘要一种蒸发传热管式散热器，适于作为电子元器件、集成芯片、高发热体、密闭框体等散热和冷却的散热器件。本实用新型的结构包括传热器底座和固定在底座上的金属传热管，所说的金属传热管为其中封装有一定量液体的密闭式传热管，该传热管的一部分与底座相接触，传热管两端封闭或首尾相连。该传热管是利用传热管中的液体通过蒸发、冷凝的相变循环过程将底座的热量散发出去，因而成为一种蒸发传热管式散热器。该散热器能在不增加散热器自身体积的基础上大大提高其散热能力。
文档编号H01L23/473GK2593364SQ02249369
公开日2003年12月17日 申请日期2002年11月8日 优先权日2002年11月8日
发明者冯自平 申请人:冯自平