辐射状散热器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种辐射状散热器，包括：第一基板、第二基板及若干个相变抑制传热板；第一基板与第二基板对应平行间隔分布；相变抑制传热板位于第一基板与第二基板之间，且呈辐射状分布；相变抑制传热板的一边固定于所述第一基板表面，另一边固定于所述第二基板表面；相变抑制传热板内形成有具有特定形状的热超导管路，热超导管路为封闭管路，热超导管路内填充有传热工质。相变抑制传热板使得本发明的辐射状散热器导热快、散热效率高、温差较小、散热效率及温差几乎不随相变抑制传热板的面积而变化、相变抑制传热板的面积不受限制；相变抑制传热板呈辐射状分布，可以在有限的空间内尽量增加相变抑制传热板的面积，进而提高有限空间的散热效率。
【专利说明】
辐射状散热器
技术领域
[0001]本发明涉及一种大功率电子器件散热用散热器，特别是涉及一种辐射状散热器。
【背景技术】
[0002]由于电力电子技术的飞速发展，大功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，工作时产生的热量也越来越大。为了保证功率器件的正常工作，必须及时有效地将热量散掉。因为若不能及时快速将功率器件产生的热散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决大功率器件散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之
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[0003]目前市面上所有售的大功率器件的散热都是立足于传统的传热机制和相应的传热技术。在其全部传热路径上的各种改良传热技术的努力(包括使用热管、翅片、采用导热性能优良的芯片基底材料等)仍很难突破芯片散热的瓶颈，散热问题更为突出。传统的散热器中，多采用相变热管将热量传导到铝散热鳍片，热量智能传导到铝散热鳍片的局部区域，铝散热鳍片上的温差较大，且随着铝散热鳍片面积的增大温差变大，严重影响其散热效果及使用寿命。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种辐射状散热器，用于解决现有技术中传统铝散热鳍片存在的温差较大，严重影响其散热效果及使用寿命问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种辐射状散热器，所述辐射状散热器包括:第一基板、第二基板及若干个相变抑制传热板；
[0006]所述第一基板与所述第二基板对应平行间隔分布；
[0007]所述相变抑制传热板位于所述第一基板与所述第二基板之间，且呈辐射状分布；所述相变抑制传热板的一边固定于所述第一基板表面，另一边固定于所述第二基板表面；所述相变抑制传热板内形成有具有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
[0008]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为复合板式结构，所述相变抑制传热板为单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。
[0009]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、或其中任一种以上的任意组合。
[0010]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板与所述第一基板及所述第二基板通过插片工艺、胶固化工艺、焊接工艺或锁螺丝固定在一起。
[0011]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板上热超导管路之间的区域设有通风孔。
[0012]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为直片状、弯曲片状或对折状。
[0013]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括相对的两条弯边及相对的两条直边，所述相变抑制传热板通过其中一条弯边固定于所述第一基板表面，通过另一条弯边固定于所述第二基板表面。
[0014]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括相对的两条弯边及相对的两条直边，所述相变抑制传热板通过其中一条直边固定于所述第一基板表面，通过另一条直边固定于所述第二基板表面。
[0015]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括两两相对的四条弯边。
[0016]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述相变抑制传热板为对折状时，包括相对的两条折边，所述相变抑制传热板通过其中一条折边固定于所述第一基板表面，通过另一条折边固定于所述第二基板表面。
[0017]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述辐射状散热器还包括加固柱，所述加固柱位于所述第一基板与所述第二基板之间，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]作为本发明的辐射状散热器的一种优选方案，所述加固柱的数量为多根，多根所述加固柱在所述第一基板与所述第二基板之间平行间隔均匀分布。
[0019]如上所述，本发明的辐射状散热器及其制备方法，具有以下有益效果:
[0020]1.采用相变抑制传热板代替现有技术中的常规散热片，使得本发明的辐射状散热器导热快、散热翅片效率高、温差较小、散热翅片效率及温差几乎不随相变抑制传热板的面积而变化、相变抑制传热板的面积不受限制；
[0021]2.相变抑制传热板呈辐射状分布，可以在有限的空间内尽量增加相变抑制传热板的面积，进而提尚有限空间的散热效率；
[0022]3.本发明的辐射状散热器制造方便灵活，成本低，散热能力大，重量轻、体积小、夕卜形美观，尤其适合大功率高热流密度的电子器件散热需求，具有广阔的市场前景和巨大的经济价值。
【附图说明】
[0023]图1显示为本发明的辐射状散热器的结构示意图。
[0024]图2显示为本发明的辐射状散热器中的相变抑制传热板的热超导管路部分局部截面放大图。
[0025]图3显示为本发明的辐射状散热器中的内部热超导管路的形状为六边形蜂窝状的相变抑制传热板的结构示意图。
[0026]图4显示为本发明的辐射状散热器中的内部热超导管路的形状为纵横交错的网状的相变抑制传热板的结构示意图。
[0027]图5显示为本发明的辐射状散热器中的内部热超导管路的形状为首尾串联的多个U形的相变抑制传热板的结构示意图。
[0028]图6至图9显示为本发明的辐射状散热器在不同示例中的俯视结构示意图。
[0029]元件标号说明
[0030]I第一基板[0031 ]2第二基板
[0032]3相变抑制传热板
[0033]31第一板材
[0034]32第二板材
[0035]33热超导管路
[0036]34非管路部分
[0037]35工艺口
[0038]36凸起结构
[0039]37传热工质
[0040]4加固柱[0041 ]5螺钉
【具体实施方式】
[0042]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0043]请参阅图1至图9需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0044]请参阅图1及图2，本发明提供一种辐射状散热器，所述辐射状散热器包括:第一基板1、第二基板2及若干个相变抑制传热板3;所述第一基板I与所述第二基板2对应平行间隔分布，即所述第一基板I与所述第二基板2上下对应间隔分布;所述相变抑制传热板3位于所述第一基板I与所述第二基板2之间，且所述相变抑制传热板3呈辐射状分布;所述相变抑制传热板3的一边固定于所述第一基板I表面，另一边固定于所述第二基板2表面;所述相变抑制传热板3内形成有具有特定形状的热超导管路33，所述热超导管路33为封闭管路，所述热超导管路33内填充有传热工质37。
[0045]作为示例，请继续参阅图2，所述相变抑制传热板3为复合板式结构，所述相变抑制传热板3的表面可以为如图2所示的双面胀形态，所述相变抑制传热板3包括第一板材31及第二板材32，所述第一板材31与所述第二板材32通过辊压工艺复合在一起;所述热超导管路33通过吹胀工艺形成，在形成所述热超导管路33的同时，在所述第一板材31及所述第二板材32的表面形成与所述热超导管路33相对应的凸起结构36。除了图2所示的结构，所述相变抑制传热板3包括所述第一板材31及所述第二板材32时，还可以通过吹胀工艺在形成所述热超导管路33的同时，在所述第一板材31的表面或所述第二板材32的表面形成与所述热超导管路33相对应的所述凸起结构36，即所述相变抑制传热板3的表面呈单面胀形态。所述相变抑制传热板3的表面还可以为双面平形态，此时所述相变抑制传热板3的具体结构可以与申请号为201511029540.3的专利申请文件中所述的双面平相变抑制传热板结构的结构相同，具体请参阅该专利申请文件，此处不再累述。
[0046]作为示例，所述传热工质37为流体，优选地，所述传热工质37为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质37为液体与气体的混合物。
[0047]通过采用所述相变抑制传热板3替代现有技术中的常规散热片，使得所述辐射状散热器具有更快的导热速率、更高的散热翅片效率、散热翅片效率不受散热片的高度影响，大大提高了散热器的散热能力。
[0048]作为示例，如图3所示，所述热超导管路33的形状可以为六边形蜂窝状，图3中六边形部分及所述相变抑制传热板3的边缘部分均为非管路部分34，环绕各六边形周围并相互连通的结构即为所述热超导管路33。需要说明的是，由于所述热超导管路33通过吹胀工艺制备而成，所以在形成所述热超导管路33的过程中，所述第一板材21或所述第二板材22上形成有工艺口 35，即亦为充工质口。所述工艺口 35在所述热超导管路33的形状初步形成以后，所述工艺口35通过焊接方式密封，以实现所述热超导管路33不与外界导通。图3为封闭通道的形状为六边形蜂窝状的相变抑制传热板3的结构示意图，所以在图3中仍然可以看到工艺口 35的存在。
[0049]作为示例，如图4所示，所述热超导管路33的形状还可以为纵横交错的网状，图4中各四边形及所述相变抑制传热板3的边缘部分即为非管路部分34，围绕每个所述四边形四周并相互连通的结构即为所述热超导管路33。图4中工艺口 35的存在见上述图3相关说明，此处不再累述。
[0050]作为示例，如图5所示，所述热超导管路33的形状还可以为首尾串联的多个U形，图5中各相互连接U形结构即为所述热超导管路33，位于所述热超导管路33之间的部分及所述相变抑制传热板3的边缘部分即为非管路部分34。图5中位于所述相变抑制传热板3两端的U形管路通过位于所述相变抑制传热板3下部的管路相连接，以实现整个所述热超导管路33的封闭连通;但位于所述相变抑制传热板3两端的U形管路通连接的方式并不只限于此，位于所述相变抑制传热板3两端的U形管路还可以通过位于所述相变抑制传热板3上部的管路相连接，即相当于将图5中的所述热超导管路33的形状旋转180°。
[0051]作为示例，所述热超导管路33的形状还可以为菱形结构、三角形结构、圆环形结构、或其中任一种以上结构的任意组合。
[0052]作为示例，所述相变抑制传热板3与所述第一基板I及所述第二基板2的材料应为导热性良好的材料;优选地，本实施例中，所述相变抑制传热板3的材料、所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料均可以为铜、铜合金、铝或铝合金或任一种以上的任意组合。所述相变抑制传热板3的材料与所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料可以相同，也可以不同；优选地，本实施例中，所述相变抑制传热板3的材料与所述第一基板I的材料及所述第二基板2的材料相同。
[0053]作为示例，所述相变抑制传热板3与所述第一基板I及所述第二基板2可以通过插片工艺、胶固化工艺、焊接工艺或锁螺丝固定等方式固定在一起。当所述相变抑制传热板3与所述第一基板I及所述第二基板2通过插片工艺固定连接时，所述第一基板I及所述第二基板2对应于所述相变抑制传热板3的表面均设有沟槽(未示出)，所述相变抑制传热板3插入所述沟槽内，并通过压合工艺、胶固化工艺或焊接工艺实现所述相变抑制传热板3与所述第一基板I及所述第二基板2的固定连接;当所述相变抑制传热板3与所述第一基板I及所述第二极板2通过锁螺丝固定方式固定连接时，所述第一基板I及所述第二基板2内均设有安装通孔(未示出)，所述相变抑制传热板3通过所述安装通孔及螺钉5与所述第一基板I及所述第二基板2的固定连接。
[0054]作为示例，所述相变抑制传热板3上热超导管路33之间的区域设有通风孔(未示出)，以增强散热。
[0055]需要说明的是，所述相变抑制传热板3呈辐射状分布是指所述相变抑制传热板3相对的两条边自所述第一基板I及所述第二基板2之间向所述第一基板I及所述第二基板2的外部延伸，另外两条边至少一条边位于所述第一基板I与所述第二基板2之间。
[0056]作为示例，如图6所示，所述相变抑制传热板3可以为直片状传热板，所述直片状是指所述相变抑制传热板3的表面除了所述凸起结构36之外没有褶皱，但所述相变抑制传热板3的各条变可以为直边，也可以为弯边。
[0057]作为示例，如图7及图8所示，所述相变抑制传热板3还可以为弯曲片状，所述弯曲片状是指所述相变抑制传热板3的表面形成有除了所述凸起结构36之外的褶皱或弯曲；所述褶皱或弯曲可以沿一对相对边延伸分布，此时，该相对的两条边即为弯边;所述褶皱或弯曲也可以沿两对相对边延伸分布，此时，所述相变抑制传热板3的四条边均为弯边。当所述相变抑制传热板3包括相对的两条弯边及相对的两条直边时，所述相变抑制传热板3可以通过其中一条弯边固定于所述第一基板I表面，通过另一条弯边固定于所述第二基板2表面，如图7及图8所示，也可以通过其中一条直边固定于所述第一基板I的表面，通过另一条直边固定于所述第二基板2的表面。
[0058]作为示例，所述相变抑制传热板3为弯曲片状时，可以弯曲为L形，如图7所示，也可以蛇形，如图8所示，还可以弯曲为S形等其他形状。
[0059]作为示例，如图9所示，所述相变抑制传热板3还可以为对折状，此时，所述相变抑制传热板3包括相对的两条折边，所述相变抑制传热板3通过其中一条折边固定于所述第一基板I的表面，通过另一条折边固定于所述第二基板2的表面。图9以所述相变抑制传热板3为具有一定弧度的对折状作为示例，在其他示例中，所述相变抑制传热板3还可以为对这位直角的对折状，此时，所述相变抑制传热板3的对折部分的表面相隔一定的间距，以确保所述相变抑制传热板3具有较好的散热效果。
[0060]需要说明的是，所述相变抑制传热板3的数量可以根据实际需要进行设定，即所述相变抑制传热板3呈辐射状分布的密度可以根据实际需要进行设定，所述相变抑制传热板3的数量可以为4块、6块、8块、12块或16块等等，此处不做限定。所述相变抑制传热板3呈辐射状分布时，相邻两所述相变抑制传热板3之间的间距可以相同，也可以不同，即所述相变抑制传热板3可以等间距均匀分布，也可以非等间距分布;优选地，本实施例中，所述相变抑制传热板3等间距均匀分布。
[0061]作为示例，请继续参阅图1，所述辐射状散热器还包括加固柱4，所述加固柱4位于所述第一基板I与所述第二基板2之间，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，适于加固所述辐射状散热器，以确保所述辐射状散热器在工作时不发生变形。
[0062]作为示例，所述加固柱4的形状可以根据实际需要设定为圆柱形、正方柱形、三角柱形、六边柱形等等。
[0063]作为示例，所述加固柱4的数量为多根，多根所述加固柱4在所述第一基板I与所述第二基板2之间平行间隔均匀分布；图1中以所述加固柱4的数量为三根作为示例，但实际中并不依次为限。
[0064]作为示例，所述加固柱4可以通过胶固化工艺、焊接工艺或锁螺丝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。当所述加固柱4通过锁螺丝固定方式固定于所述第一基板I及所述第二基板2的表面时，所述第一基板I及所述第二基板2内设有安装通孔，所述加固柱4通过所述安装通孔及螺钉5固定于所述第一基板I及所述第二基板2的表面。
[0065]综上所述，本发明提供一种辐射状散热器，所述辐射状散热器包括:第一基板、第二基板及若干个相变抑制传热板;所述第一基板与所述第二基板对应平行间隔分布;所述相变抑制传热板位于所述第一基板与所述第二基板之间，且呈辐射状分布;所述相变抑制传热板的一边固定于所述第一基板表面，另一边固定于所述第二基板表面;所述相变抑制传热板内形成有具有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。采用相变抑制传热板代替现有技术中的常规散热片，使得本发明的辐射状散热器导热快、散热翅片效率高、温差较小、散热翅片效率及温差几乎不随相变抑制传热板的面积而变化、相变抑制传热板的面积不受限制;相变抑制传热板呈辐射状分布，可以在有限的空间内尽量增加相变抑制传热板的面积，进而提高有限空间的散热效率;本发明的辐射状散热器制造方便灵活，成本低，散热能力大，重量轻、体积小，尤其适合大功率高热流密度的电子器件散热需求，具有广阔的市场前景和巨大的经济价值。
[0066]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种辐射状散热器，其特征在于，所述辐射状散热器包括:第一基板、第二基板及若干个相变抑制传热板； 所述第一基板与所述第二基板对应平行间隔分布； 所述相变抑制传热板位于所述第一基板与所述第二基板之间，且呈辐射状分布;所述相变抑制传热板的一边固定于所述第一基板表面，另一边固定于所述第二基板表面;所述相变抑制传热板内形成有具有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。2.根据权利要求1所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为复合板式结构，所述相变抑制传热板为单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。3.根据权利要求1所述的辐射状散热器，其特征在于:所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、或其中任一种以上的任意组合。4.根据权利要求1所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板与所述第一基板及所述第二基板通过插片工艺、胶固化工艺、焊接工艺或锁螺丝固定在一起。5.根据权利要求1所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板上热超导管路之间的区域设有通风孔。6.根据权利要求1所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为直片状、弯曲片状或对折状。7.根据权利要求6所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括相对的两条弯边及相对的两条直边，所述相变抑制传热板通过其中一条弯边固定于所述第一基板表面，通过另一条弯边固定于所述第二基板表面。8.根据权利要求6所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括相对的两条弯边及相对的两条直边，所述相变抑制传热板通过其中一条直边固定于所述第一基板表面，通过另一条直边固定于所述第二基板表面。9.根据权利要求6所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为弯曲片状时，包括两两相对的四条弯边。10.根据权利要求6所述的辐射状散热器，其特征在于:所述相变抑制传热板为对折状时，包括相对的两条折边，所述相变抑制传热板通过其中一条折边固定于所述第一基板表面，通过另一条折边固定于所述第二基板表面。11.根据权利要求1至10中任一项所述的辐射状散热器，其特征在于:所述辐射状散热器还包括加固柱，所述加固柱位于所述第一基板与所述第二基板之间，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.根据权利要求11所述的辐射状散热器，其特征在于:所述加固柱的数量为多根，多根所述加固柱在所述第一基板与所述第二基板之间平行间隔均匀分布。
【文档编号】H01L23/427GK105957849SQ201610402495
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】卢忠亮, 李居强, 仝爱星
【申请人】浙江嘉熙科技有限公司