散热器及通信产品的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种散热器及应用所述散热器的通信产品。

背景技术：

无线模块广泛应用在通信技术领域，通信产品设置无线通过，以实现信号的发射和接收。无线模块工作过程中发热，通过散热器的设置为无线模块提供散热。现有的散热器包括基板和形成在基板上的散热齿。无线模块的热耗逐步增大，散热器在长宽固定的条件下，散热齿的高度需不断增高。但散热齿的散热效率随着高度的增加逐步降低，导致整机散热能力增加和重量的增加不匹配。

因此，散热效率高的散热器是后续研究重点。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种散热效率高的散热器和使用所述散热器的通信产品。

第一方面，本发明提供一种散热器，包括基板和多个齿片，所述多个齿片设于所述基板上形成散热翅片结构，各所述齿片均包括相对设置的根部和稍部。所述根部连接至所述基板，所述稍部位于所述齿片之远离所述基板的一边。具体而言，齿片通过根部与基板的结合，立在基板的表面上，二者之间可以垂直也可以有一定的倾角，倾角的设置的标准为要保证远离基板的稍部温度达到可以使得齿片内的工质由气态变成液体。所述齿片内形成受热区、下降管以及将所述受热区和所述下降管隔开的间隔带，所述受热区位于所述根部和所述间隔带之间，所述下降管位于所述间隔带和所述稍部之间，所述受热区和所述下降管之间形成第一通道和第二通道；所述受热区中的管路的水力直径小于临界尺寸，以使得所述受热区内的工质受热形成气液塞状流，流向所述第一通道，并通过所述第一通道流入所述下降管；所述下降管的水力直径大于或等于所述临界尺寸，所述第二通道与所述下降管交汇处的液体的压强大于所述第二通道与所述受热区交汇处的液体的压强，使得所述下降管中的液体通过所述第二通道流向所述受热区。

水力直径(hydraulic diameter)指的是过流断面面积的四倍与湿周之比。所述临界尺寸指的是工质受热在管路中可以形成气液塞状流状态的管路最大的水力直径，也就是说，当管路的水力直径大于临界尺寸时，工质受热在其中就不能形成气液塞状流状态。对于不同的工质，要求的管路的水力直径也是不同的。

本发明通过在齿片内形成受气区管路和下降管，且受热区和下降管之间通过间隔带隔离，在间隔带的两端设置第一通道第二通道，使得受热区和下降管相通，由于基板接近热源，受热区内的工质受热，同时，因为受热区中的管路的水力直径小于临界尺寸，工质受热后能够形成气液塞状流，气泡在液体中间推动液体流向顶部的第一通道，第一通道相当于齿片顶部的横向汇流区，由于受热区中的气泡向上冲击使得达到第一通道的液体不会向下流动，而是沿着第一通道流向下降管。下降管的水力直径大于或等于临界尺寸。所述第二通道与所述下降管交汇处的液体的压强大于所述第二通道与所述受热区交汇处的液体的压强，使得所述下降管中的液体通过所述第二通道流向所述受热区。这样就形成了齿片内部的工质，在受热区、第一通道、下降管、第二通道、受热区之间的循环流动。

本发明通过对所述散热器中的受热区的管路尺寸的限制，即受热区中的管路的水力直径小于临界尺寸，使得受热区内的工质受热形成气液塞状流，同时，通过对下降管管路尺寸的限制，即下降管的水力直径大于或等于所述临界尺寸，这样在散热器齿片内部形成自循环，使得气液塞状流带动更多的液态工质参与换热，因此，可以提升散热效率。

一种实施方式中，受热区中的管路包括多路纵向管路及连通在多路纵向管路之间的横向管路，所述纵向管路从所述第二通道向所述第一通道的方向延伸，横向管路用于进行液体和气相的压力和温度的平衡。

一种实施方式中，所述受热区包括多个间隔区，各所述间隔区将所述受热区分隔形成所述纵向管路和所述横向管路。间隔区可以呈多边形(例如六边形、八边形等)或圆形。

一种实施方式中，所述多个间隔区排列呈两列，且所述两列间隔区交错设置，即在水平方向上，其中一列的间隔区与另一列两个间隔区之间的管路正对设置。所述两列间隔区形成三路所述纵向管路。

一种实施方式中，所述纵向管路呈波浪线状延伸。

一种实施方式中，所述间隔带邻近所述受热区的一边呈波浪线状，所述间隔带邻近所述下降管的一边呈直线状。

一种实施方式中，各所述间隔区呈长条状，各所述间隔区包括两条呈直线状的长边，所述两条长边之间通过弧形边连接，所述间隔区排列呈两列，相邻两列所述间隔区之间形成所述纵向管路，同一列中相邻的两个所述间隔区之间形成所述横向管路。

一种实施方式中，所述间隔带邻近所述受热区的一边和所述间隔带邻近所述下降管的一边均呈直线状。

一种实施方式中，所述下降管的数量为至少两列，相邻的两列所述下降管之间通过横向管路相通。

一种实施方式中，所述第一通道呈蜂窝状，且所述第一通道包括至少两个纵横交错的管路。

一种实施方式中，所述临界尺寸范围为：0.5-20mm。临界尺寸的选择与工质的选择有关联。

一种实施方式中，所述齿片中的所述受热区和管路和所述下降管的管路是通过挤型工艺成型的。另一种实施方式中，所述齿片中的所述受热区和管路和所述下降管的管路是通过吹胀工艺成型的。相比铸造的齿片，挤型工艺和吹胀工艺制造的齿片更轻薄，有利于通信产品轻薄化的发展。齿片也可以通过机加、焊接等方式形成受热区管路和下降管。

结合上述实施方式，所述齿片呈平板状。所述齿片与所述基板可以垂直或基本垂直。

结合上述实施方式，所述齿片包括弯曲面，所述弯曲面弯曲的方向在所述根部和所述稍部之间延伸，在所述顶部和所述底部之间所述齿片竖直延伸。一种实施方式中，齿片为部分圆柱面或半圆柱面，弯曲面的设计有利于在同样的根部和稍部之间的尺寸内，增大迎风面，从而提升散热能力。由于齿片在产品中通常通过风冷散热，通过气流吹过齿片，带走热量，稍部由于远离热源，温度比根部低，即从根部至稍部，温度呈递减分布。

其中，所述弯曲面弯曲延伸呈圆滑弧面状。圆滑的弧形的延伸不影响受热区内管路的彼此联通，受热区内的横向管路也可以呈弧形延伸。受热区内的纵向管路不变弯曲面的影响，仍然保持竖直管状，因为弯曲面弯曲的方向在所述根部和所述稍部之间延伸。

结合上述实施方式，散热器还包括连接片，所述连接片连接在相邻的两个所述齿片的稍部之间。通过连接片的设置将相邻的两个齿片连接在一起，这样在齿片制作及齿片与基板之间安装过程中，都能够提升效率。

进一步而言，所述连接片设有多个开孔。开孔可以呈百叶窗的结构，也可以直接在连接片上设置缺口，开孔的设置不但利于降低散热器的质量，还因开孔使得齿片之间的空间与外界连通，有利于提升散热能力。

结合上述实施方式，所述齿片的数量是所述连接片的数量的二倍，相邻的两个所述齿片之间设有通道，相邻的两个所述连接片被所述通道隔离。也就是说，两个齿片和一个连接片共同组成一个U形散热单元，散热器包括多个散热单元，相邻的散热单元之间保持间隔。

所述连接片与相邻的两个所述齿片这一体式的结构。一体式的结构，在制作过程中更简便，例如，可以直接在一块板材上通过吹胀工艺制作两个独立的齿片的管路区，这两个独立的齿片的管路区之间通过连接片间隔，然后再通过折弯工艺，将两个齿片和一个连接片弯折成一个U形散热单元。

另一种实施方式中，散热器包括盖板，盖板的位置与上述连接片的位置相同，即将连接片替换为盖板的结构，连接片可视为相邻的两个齿片之间的条状结构，本实施方式中的盖板，可视为一个整体的板状结构，盖板覆盖在所有的齿片的稍部的一侧，盖板与齿片的稍部结合，二者之间可以通过焊接、铆接的方式相互固定，也可以为滑动配合的可拆卸式连接方式。例如，在盖板的一个表面上设置卡槽，将稍部嵌入卡槽中，且与卡槽配合，以实现盖板与齿片之间的配合。盖板的结构与基板的结构类似，二者之区别包括盖板上不设置电子元件，盖板只用于固定齿片，且辅助散热；基板上除了固定齿片，还设置电子元件。盖板可以平行于基板设置。

一种实施方式中，所述齿片的所述根部与所述基板之间为可拆卸的连接结构。举例而言，所述基板上设有卡槽，所述根部嵌入所述卡槽内，与所述卡槽配合，以实现所述基板和所述齿片之间的固定。

另一种实施方式中，所述齿片的所述根部与所述基板之间通过冷嵌、铆接、焊接或粘胶的方式固定连接。

第二方面，本发明还提供一种通信产品，包括上述散热器和发热元件，所述散热器之所述基板之背离所述齿片的一侧与所述发热元件热传导连接。发热元件可以直接设置在基板上。

附图说明

图1是本发明一种实施例提供的散热器中的齿片的示意图。

图2是本发明另一种实施例提供的散热器中的齿片的示意图。

图3是本发明一种实施例提供的散热器中的两个齿片形成的散热单元的示意图。

图4是图3所示的散热单元的一端的平面示意图。

图5是图4所示的散热单元A-A方向的截面的局部示意图。

图6是本发明一种实施方式提供的散热器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。

请参阅图1、图2和图6，本发明一种实施例中的散热器包括基板10和多个齿片20，所述多个齿片20彼此间隔排列设于所述基板10上形成散热翅片结构。具体而言，多个齿片20等距离间隔排布。基板10为导热材料制成，例如金属板或陶瓷基板10。基板10包括相对的两个表面，其中一个表面用于与通信产品内的发热元件接触，可以通过导热胶或导热介质设置在基板10和发热元件之间，使得二者之间导热性接触。基板10的另一表面用于安装所述多个齿片20。

请参阅图1和图2，各所述齿片20均包括相对设置的根部21和稍部22，各所述齿片20还包括相对设置且连接在所述根部21和所述稍部22之间的顶部23和底部24。具体而言，齿片20整体呈方形，根部21、稍部22、顶部23和底部24分别位于齿片20的四边处。所述根部21连接至所述基板10，具体而言，齿片20通过根部21与基板10的结合，立在基板10的表面上，二者之间可以垂直也可以有一定的倾角，倾角的设置的标准为要保证远离基板10的稍部22温度达到可以使得齿片20内的工质由气态变成液体。具体而言，齿片20大致呈长方形板状，根部21和稍部22位于长方形板状的相对的两条长边处，顶部23和底部24位于长方形板状的相对的两条短边处。

齿片20内形成受热区25、下降管26以及将所述受热区25和所述下降管26隔开的间隔带27，图1和图2中虚线框内所表示的区域为受热区25，具体使用环境下，根部21距离热源最近，热量从根部21传递至齿片20其它的部分，因此，受热区25中的工质受热先启动工作。所述受热区25位于所述根部21和所述间隔带27之间，所述下降管26位于所述间隔带27和所述稍部22之间，所述受热区25和所述下降管26之间形成第一通道28和第二通道29，所述第一通道28位于所述间隔带27和所述顶部23之间，所述第二通道29位于所述间隔带27和所述底部24之间；所述受热区25中的管路的水力直径小于临界尺寸，以使得所述受热区25内的工质受热形成气液塞状流，流向所述第一通道28，并通过所述第一通道28流入所述下降管26；所述下降管26的管路的水力直径大于或等于所述临界尺寸，所述第二通道29与所述下降管26交汇处的液体的压强大于所述第二通道29与所述受热区25交汇处的液体的压强，使得所述下降管26中的液体通过所述第二通道29流向所述受热区25。水力直径(hydraulic diameter)指的是过流断面面积的四倍与湿周之比。所述临界尺寸指的是工质受热在管路中可以形成气液塞状流状态的管路最大的水力直径，也就是说，当管路的水力直径大于临界尺寸时，工质受热在其中就不能形成气液塞状流状态。对于不同的工质，要求的管路的水力直径也是不同的。

本发明通过在齿片20内形成受热区25的管路和下降管26，且受热区25和下降管26之间通过间隔带27隔离，在间隔带27的两端设置第一通道28第二通道29，使得受热区25和下降管26相通，由于基板10接近热源，受热区25内的工质受热，同时，因为受热区25中的管路的水力直径小于临界尺寸，工质受热后能够形成气液塞状流，气泡在液体中间推动液体流向顶部23的第一通道28，第一通道28相当于齿片20顶部23的横向汇流区，由于受热区25中的气泡向上冲击使得达到第一通道28的液体不会向下流动，而是沿着第一通道28流向下降管26。如图1和图2所示的实施例中，间隔带27和顶部23之间形成三个并排设置的第一通道28。同样，在间隔带27和底部24之间形成三个并排设置的第二通道29。所述第二通道29与所述下降管26交汇处的液体的压强大于所述第二通道29与所述受热区25交汇处的液体的压强，使得所述下降管26中的液体通过所述第二通道29流向所述受热区25。这样就形成了齿片20内部的工质在受热区25、第一通道28、下降管26、第二通道29、受热区25之间的循环流动。

第一通道28和第二通道29呈蜂窝状，具体而言，第一通道28和第二通道29均包括至少两个纵横交错的管路。受热区25中的管路包括多路从底部24延伸至顶部23的纵向管路及连通在纵向管路之间的横向管路，横向管路用于进行液体和气相的压力和温度的平衡，换言之，纵向管路从第二通道29向第一通道28的方向延伸。

本发明在受热区25内部也有工质的循环，受热区25的纵向管路之间有横向管路连通，纵向管路的液面高度不同的情况下，液面较高的纵向管路中的液体通过横向管路流向液面较低的纵向管路中。以使得受热区内的液体和气相的压力和温度达到平衡。

图1所示的实施例中，受热区25内的管路呈蜂窝状，受热区25中通过多个多边形(可以为六边形、八边形等)或圆形的小圆饼状的间隔区251将受热区25分隔形成管路(这里所述的管路指的是所述纵向通道和所述横向通道)，即在两个相邻的间隔区251之间形成管路，小圆饼状的间隔区251在竖直方向上排列呈两列，且两列小圆饼状的间隔区251交错设置，即在水平方向上，其中一列的间隔区251与另一列两个间隔区251之间的管路正对设置。两列间隔区251形成三路纵向管路。图1所示的实施例中，纵向管路为上升管路，纵向管路呈波浪线状延伸，间隔带27邻近受热区25的一边呈波浪线状，间隔带27邻近下降管26的一边呈直线状。

图2所示的实施例中，受热区25中通过多个呈长条状的间隔区252将受热区25分隔形成管路。长条状的间隔区252包括两条呈直线状的长边，两条长边之间通过弧形边连接。长条状的间隔区252在竖直方向上排列呈两列，同一列中，相邻的两个间隔区252之间形成横向管路。图2所示的实施例中，纵向管路呈直线管路延伸。间隔带27的形状亦呈长条状，间隔带27与间隔区252的形状相似。间隔带27邻近受热区25的一边及间隔带27邻近下降管26的一边均呈直线状。

所述下降管26的数量为至少一列，一种实施方式中，如图1所示，下降管26的数量为两列或两列以上，相邻的下降管26之间通过横向管路相通。

一种实施方式中，所述临界尺寸范围为：0.5-20mm。临界尺寸的选择与工质的选择有关联。

一种实施方式中，所述齿片20中的所述受热区25和管路和所述下降管26的管路是通过挤型工艺成型的。另一种实施方式中，所述齿片20中的所述受热区25和管路和所述下降管26的管路是通过吹胀工艺成型的。相比铸造的齿片20，挤型工艺和吹胀工艺制造的齿片20更轻薄，有利于通信产品轻薄化的发展。

结合上述实施方式，所述齿片20呈平板状。所述齿片20与所述基板10垂直或基本垂直。

另一实施方式中，齿片20可以为非平板状结构，所述齿片20包括弯曲面，具体而言，所述弯曲面弯曲的方向在所述根部21和所述稍部22之间延伸，在所述顶部23和所述底部24之间所述齿片20竖直延伸。一种实施方式中，齿片20为部分圆柱面或半圆柱面，弯曲面的设计有利于在同样的根部21和稍部22之间的尺寸内，增大迎风面，从而提升散热能力。由于齿片20在产品中通常通过风冷散热，通过气流吹过齿片20，带走热量，稍部22由于远离热源，温度比根部21低，即从根部21至稍部22，温度呈递减分布。

所述弯曲面弯曲延伸呈圆滑弧面状。圆滑的弧形的延伸不影响受热区25内管路的彼此联通，受热区25内的横向管路也可以呈弧形延伸。受热区25内的纵向管路不变弯曲面的影响，仍然保持竖直管状，因为弯曲面弯曲的方向在所述根部21和所述稍部22之间延伸。

如图3、图4和图5所示，结合上述实施方式，散热器还包括连接片30，所述连接片30连接在相邻的两个所述齿片20的稍部22之间。通过连接片30的设置将相邻的两个齿片20连接在一起，这样在齿片20制作及齿片20与基板10之间安装过程中，都能够提升效率。

进一步而言，所述连接片30设有多个开孔31。开孔31可以呈百叶窗的结构，也可以直接在连接片30上设置缺口，开孔31的设置不但利于降低散热器的质量，还因开孔31使得齿片20之间的空间与外界连通，有利于提升散热能力。

结合上述实施方式，所述齿片20的数量是所述连接片30的数量的二倍。相邻的两个齿片20之间设有通道，相邻的两个所述连接片30被所述通道隔离。也就是说，两个齿片20和一个连接片30共同组成一个U形散热单元，散热器包括多个散热单元，相邻的散热单元之间通过所述通道保持间隔。

如图3至图6所示，一种实施方式中，散热单元中的齿片20的管路形成在内侧，也就是说，每个齿片20都包括两面，一面设有管路，另一面为平面，在每一个散热单元中，齿片20和齿片20相对的面上设有管路，齿片20的另一面为平面。这样的设计使得散热器的管路隐藏在一对齿片20、连接片30及基板10形成的空间内侧，使得散热器的外表平整。

所述连接片30与相邻的两个所述齿片20这一体式的结构。一体式的结构，在制作过程中更简便，例如，可以直接在一块板材上通过吹胀工艺制作两个独立的齿片20的管路区，这两个独立的齿片20的管路区之间通过连接片30间隔，然后再通过折弯工艺，将两个齿片20和一个连接片30弯折成一个U形散热单元。

连接片30和相邻的两个齿片20之间也可以为分离式的结构，通过结构上的配合(例如可以通过焊接、胶接、螺丝固定等连接方式)将连接片30安装至齿片20，连接片30连接在齿片20能够保障齿片20的结构稳定性。

另一种实施方式中，散热器包括盖板，盖板的位置与上述连接片30的位置相同，即将连接片30替换为盖板的结构，连接片30可视为相邻的两个齿片之间的条状结构，本实施方式中的盖板，可视为一个整体的板状结构，盖板覆盖在所有的齿片20的稍部22的一侧，盖板与齿片20的稍部22结合，二者之间可以通过焊接、铆接的方式相互固定，也可以为滑动配合的可拆卸式连接方式。例如，在盖板的一个表面上设置卡槽，将稍部22嵌入卡槽中，且与卡槽配合，以实现盖板与齿片20之间的配合。盖板的结构与基板10的结构类似，二者之区别包括盖板上不设置电子元件，盖板只用于固定齿片，且辅助散热；基板10上除了固定齿片20，还设置电子元件，也就是说，基板10可以为电路板，其上设有电子元件及连接器接口，发热元件设置在基板10背离齿片20的一侧。盖板可以平行于基板10设置。

一种实施方式中，所述齿片20的所述根部21与所述基板10之间为可拆卸的连接结构。举例而言，所述基板10上设有卡槽，所述根部21嵌入所述卡槽内，与所述卡槽配合，以实现所述基板10和所述齿片20之间的固定。

另一种实施方式中，所述齿片20的所述根部21与所述基板10之间通过焊接或粘胶的方式固定连接。

本发明还提供一种通信产品，包括上述散热器和发热元件，所述散热器之所述基板10之背离所述齿片20的一侧与所述发热元件热传导连接。发热元件与基板10之间可以通过导热介质贴合，也可以直接接触，发热元件位于基板10的上的位置正对齿片20的顶部23和底部24中间的区域。

本发明通过对所述散热器中的受热区的管路尺寸的限制，即受热区中的管路的水力直径小于临界尺寸，使得受热区内的工质受热形成气液塞状流，同时，通过对下降管管路尺寸的限制，即下降管的水力直径大于或等于所述临界尺寸，这样在散热器齿片内部形成自循环，使得气液塞状流带动更多的液态工质参与换热，因此，可以提升散热效率，避免了液态工质停留在散热器底部不参与换热。

在提升散热效率的基础上，与现有技术的散热器相比，本发明提供的散热器仅需要较小的尺寸和体积就可以实现同样的散热量。