专利名称：板式热管散热器及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子器件散热的装置，特别是外形扁平，采用有热管和离心式风扇，主要用 于便携式电子产品，如便携式(笔记本式)计算机中的电子芯片(如CPU或GPU)的散热。
背景技术：
便携式计算机的厚度要求越来越薄，性能不断提升，发热量越来越大，特别是中央处理 器芯片CPU和图像处理器芯片GPU的发热量显著增加，散热己成为便携式计算机性能提高 发展的瓶颈，散热器就像蜗牛背上扔不掉的蜗壳，粘贴在CPU或GPU芯片上，散热器的体 积己占便携式计算机中相当大的空间，便携式计算机厚度减小，受到散热器厚度尺寸的限制。
现笔记本式计算机中用的散热器的结构是配有风罩的离心式风扇， 一般采用蜗壳式风 罩，构成集中出风口，散热器的空气对流扩展换热面(都采用肋片式结构，简称肋片)，就 设置在出风口，通常都采用热管，将主板上的CPU产生的热量传输到出风口上的肋片上。 这样的散热器问题有出风口集中，如果被堵死，热量就散不出来；经风扇驱动的空气经过 肋片，直接排出，没有进一步被利用；风罩占有风扇的大部分空间，而且是空置的，为了减 小风罩所占空间，风罩并非标准的蜗壳形，因而空气涡流损失非常大，并且出风口处空气流 动分布不均匀，这都对散热不利。受布线要求的限制，CPU在主板上的位置应该靠中间，这 样从出风口上的肋片到CPU位置有一段距离，对于热管来说，热管长度增大，蒸发区和冷 凝区之间的距离增大，热量传输降低。
现散热器中的热管都是管式结构，管式结构弯曲半径有限制，因而对散热器紧凑化不利。 为减小厚度，采用扁形管，但管式热管太扁的话，热管内的工质流通面积减少，热管的热量 传输能力则就减小，因而管式热管的厚度受限制，这样影响到散热器的厚度减小。
由于CPU或GPU芯片的散热问题，使得现笔记本式计算机中的散热器不能形成系列标 准化，计算机内部结构布局也就千变万化，不同的系列完全不一样的设计布局，即使同一系 列，由于功能、性能提升，仅仅由于散热问题，就必须进行大的改动。这样使得产品设计成 本高，模具费用高，造成笔记本式计算机性能远不如台式机，但价格却高于台式机。用户不 能像用台式机那样，自行更换或增加部件，扩展提升计算机性能。
发明内容
为克服以上现产问题，本发明通过改变空气对流扩展换热面(肋片)设置位置，省去风 扇的风罩；减小热管冷凝区和蒸发区之间的距离；采用板式结构的热管，减小热管的厚度， 并提高热管的热量传输能力；引入强化传热结构，进一步减小肋片的尺寸。目的是使散热器 结构简单、厚度更薄，尺寸更小，散热量将更高。采用改进的散热器，设计出结构简单、厚 度薄、实用方便的便携式计算机，并且可实现便携式计算机内部结构标准化。
本发明的技术方案是散热器主要构成包括有热管、空气对流扩展换热面以及风扇； 风扇为离心式；散热器整体呈扁形。本发明的特征是热管采用板式结构；空气对流扩展换 热面采用了肋片式或针柱式结构，并且是直接焊接或粘结在热管上；空气对流扩展换热面围 着风扇的叶轮，并且对着叶轮出风口，离开叶轮的空气直接吹入空气对流扩展换热面。
通常所称的热管都是管式结构，其结构形式一般为两端封堵的管子，管内抽真空并灌有 工质。本发明所采用的热管为板式结构，其外形呈平板形状，其宽度与厚度之比非常大，只 能在厚度方向弯曲。本发明中取热管的宽度与厚度之比大于5，定为板式热管，以区别扁形 管式热管。板式热管优点有由于热管的截面积大(相对管式热管)，热管内的工质流通面 积也就大，在保持高的热量传输情况下，厚度可以非常薄，即有效地减小散热器的厚度；有 足够大的平整表面作为吸热面，被冷却的电子芯片可直接贴在吸热面上，或通过平板形导热 块贴在吸热面上，接触传热面积大，热管内的蒸发区面积大。
肋片式结构的空气对流扩展换热面应用最广泛，是一种最有效增大换热面，减小空气换 热器尺寸，使之紧凑的结构，如空调中的空气换热器(冷凝器和蒸发器)，现CPU散热器中 也采用这种结构。针柱式结构，由于制造工艺成本问题，应用不广，但是针柱式结构本身具 有强化传热特点，其空气对流换热系数是连续面肋片的二倍还多。针对本发明所应用的领域， 散热器尺寸小巧紧凑非常之重要，本发明中采用针柱式结构的空气对流扩展换热面，将有效 地减小散热器所占的面积和空间。
空气对流扩展换热面直接焊接或粘接在热管的冷凝段上，包括了由于工艺需要两者之间 夹有垫片，该垫片的存在不明显增加两者之间的传热热阻。直接焊接或粘接，减去了中间传 热过程(即热阻)，还减去了材料成本和工艺成本。焊接可有效消除两者之间的接触热阻， 一般采用钎焊，但焊接温度高，如果焊接工序在热管充液封焊后，存在高温热管爆炸的危险。 粘接工艺温度低，无爆炸危险，但采用的粘胶必须导热率高，两者之间的接触面积要尽可能 大，要压紧粘接，减小两者之间的间隙。对于针柱式结构，不宜采用粘接工艺。
离心式风扇叶轮的整个外周圈为出风口，叶轮转动时，空气从叶轮整个外周圈均匀地流 出，空气对流扩展换热面围着风扇的叶轮，对着叶轮出风口，离开叶轮的空气直接吹入空气 对流扩展换热面，这样的结构布置，带来的优点有
一、增大了设置空气对流扩展换热面的长度，可以减小空气流经空气对流扩展换热面的 速度，降低空气流动阻力，增大空气流量。二、风扇可以紧靠被冷却的电子芯片，这样吸热 面紧靠风扇，大大地縮短了热管冷凝区和蒸发区之间的距离，因而热管的热量传输提高。三、 也是最有意义的可省去风扇的风罩，省去了风罩本身材料厚度所占的空间、重量和造价， 省去了风罩中的导流扩压的空间，以及导流扩压中的空气流动损失。无需风罩，从散热器排 出的空气，可以不直接排出机壳，可以再利用，用于冷却其它器件，将机壳内的热量带出。
空气对流扩展换热面，可以排列成方形或等边多边形等，围着风扇叶轮，但排列成圆弧 形围着风扇的叶轮，并且和叶轮外园留有尽可能小的间隙的排列布置最佳，因为一、流经围 着叶轮的空气对流扩展换热面的空气均匀，不受叶轮周围某些位置开口 (如没有设置空气对 流扩展换热面)或被堵挡的影响。二、进一步减少了空气对流扩展换热面与叶轮之间的空置 空间。
散热器现只剩下热管、风扇和空气对流扩展换热面，已经没有再可省去的部件，叶轮和 空气对流扩展换热面之间留有的间隙是工艺结构所必需的，防止叶轮被碰撞和夹死，再也没 有可省去的空间。以上说明空气对流扩展换热面围着风扇叶轮的结构布置，已经是最紧凑 的结构，要想进一步减小尺寸，只能在空气对流扩展换热面和风扇这两部件的具体结构上采 取措施，如采用强化对流传热结构，提高对流换热系数；又如加大肋片密度，不仅单位空间 增加了换热面积，还有利于提高对流换热系数；优化叶轮设计，提高叶轮转速，可以减小叶 轮直径或厚度。
本发明中要求有一半以上的空气对流扩展换热面排列成圆弧形围着风扇叶轮，表明要有
效利用叶轮周圈出风口处，设置空气对流扩展换热面，减少空置面积(空间)。
没有风罩，不需集中排气口，则散热器安装位置所受的限制减少，只要保证进气畅通， 散热器可以随CPU或GPU芯片在主板上随意放置，散热器尺寸小、重量轻，己不是占主要 的空间和重量，因而可以将散热器按散热量和厚度分成系列，设计制造成标准配件产品，规 模化生产，降低成本。散热器系列标准化的实现，笔记本计算机的机箱外壳(上外壳和下外 壳)、主板安装固定就可系列标准化。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图l、 2、 3、 4分别是四种本发明散热器的特征剖面结构示意图。
图5、 6、 7、 8分别是四种本发明散热器的正面，示意特征结构的视图。
图9、 10、 11、 12分别是四种板式热管特征剖面示意图。
图13是波纹式肋片特征结构示意图。
图14是叠片式肋片特征结构示意图。
图15、 16、 17是本发明散热器中的叶轮和肋片局部特征结构示意图。 图18是叉列短肋形强化传热结构的特征剖面示意图。 图19是百叶窗短肋形强化传热结构的特征剖面示意图。
图20、 21、 22、 23分别是四种采用了本发明散热器的、外形结构与现笔记本式计算机 类似的便携式计算机。
图24、 25分别是两种采用了本发明散热器的便携式平板计算机。
图26、 27、 28分别是三种采用了本发明散热器的便携式计算机，外形结构和现笔记本 式计算机不同。
图中1、热管，2、叶轮，3、空气对流扩展换热面，4、风扇，5、表示空气流动，6、 吸热面，7、电路板(主板)，8、被冷却的电子芯片(CPU或GPU芯片)，9、固定盘，10、 螺钉孔，11、螺母，12、焊点，13、吸液芯，14、肋片，15、定位折边，16、表示叶轮旋转 方向，17、显示屏，18、进气口， 19、键盘，20、上外壳，21、出气口， 22、下外壳，23、 主机，24、支柱，25、外壳，26、支杆，27、副电池，28、屏盖。
具体实施例方式
图l示出了本发明的散热器的典型特征，风扇4为离心式，轴向进气，径向流出，风扇 4的叶轮2的外圆周为出风口，空气对流扩展换热面3正对着叶轮2的出风口，经叶轮2驱 动的空气直接进入空气对流扩展换热面3。热管l为板式结构，空气对流换热面3直接设置 在热管1上，旁边就是吸热面6。在风扇所在的位置，热管设计有凹形，这样可以在不增大 散热器厚度的情况下，增大叶轮2叶片高度、电机高度，提高风扇的空气流量。为了防止从 散热器排出的热空气回流到风扇进气口，降低散热量，可以利用被冷却的电子芯片8所在的 电路板(PCB板)，将电路板7或固定在电路板7上的装置作为风扇的一侧壁，并开设进气 口，如图2所示，这样可有效地将进气和排气隔开，又能减小风扇厚度。应用到便携式计算 机上，还可以再次利用散热器排出的空气，冷却其它部件，将机壳内的热量带出。
图3中示出，热管l中部开有进气口，风扇4直接固定在电路板7上，这样的结构优点 有风扇4的电路可布置在电路板7上，省去风扇4的引线以及插接装置，增大风扇4的驱 动线圈和铁芯，即提高风扇4的驱动力。图3中的热管1在吸热面6处的厚度增加，目的是
有效利用空间，增加热管内工质流通面积，提高热管的热量传输。
加高空气对流扩展换热面的高度(即增加了换热面积)，可提高散热量，但当空气对流 扩展换热面的总高度达到十多毫米时，就应该将空气对流扩展换热面分成两部份，分别设置 在热管1的的两侧面上，如图4所示，这样能縮短空气对流扩展换热面的根部(即靠热管处) 到其顶部之间的导热距离(通常称为肋高或肋长)，即有效提高空气对流扩展换热面的肋效 率，有利于提高散热量。在图4中，风扇4通过固定盘9固定在电路板7上，风扇4可以直 接从电路板7上拆装；热管l中部开口，风扇4设置在该开口中，该开口成为风扇安装口。 风扇进气为双侧进气，可以降低进气流动损失，提高风量， 一旦一侧进气口被堵死，风扇还 有进气口，可靠性提高。在图4中，热管1在吸热面6处也加厚了。
图5示出了本发明的正面特征结构，空气对流扩展换热面3成圆形排列，围着风扇的叶 轮2。为减小散热器所占空间，叶轮2和空气对流扩展换热面3之间间隙尽可能小，但必须 保证叶轮2不会碰到空气对流扩展换热面3。空气对流扩展换热面3采用的是针柱式结构， 吸热面6紧靠空气对流扩展换热面3，这样可有效减短热管1的蒸发区(吸热面6处)到冷 凝区的(空气对流扩展换热面3处)之间的平均距离，这样有利于热管内热量传输的提高。 热管1上还设计有四个螺钉孔10，用来固定热管1，使热管1的吸热面6紧贴在被冷却的电 子芯片8上，尽可能地减小接触热阻。
通过增加空气对流扩展换热面4和叶轮2的直径，来提高散热器的散热量，不是非常好 的办法，因为这将增加热管中的液态工质从冷凝区回流到蒸发区的平均距离，不利于热管中 的热量传输，叶轮2的直径不宜超过60毫米；增加空气对流扩展换热面的高度(即空气对 流扩展换热面的换热面积)和风扇厚度(即叶轮的厚度)，来实现散热量提高，这又将增大 散热器的厚度，对于便携式计算机追求厚度薄来说，非常不利。可以通过增加风扇的数量， 采用一个热管配有两个或更多叶轮(风扇)以及围绕着叶轮的空气对流扩展换热面的方法， 来解决既要提高散热量，又不能增加厚度的矛盾，如图6所示，热管1配有两个叶轮2 (风 扇)以及围绕着叶轮2的空气对流扩展换热面3，吸热面6夹在中间。
图6中的空气对流扩展换热面3采用的是肋片式结构，为减小热管1的蒸发区到冷凝区 之间的距离，两风扇尽可能靠近吸热面6，对于与被冷却的电子芯片会发生干涉的肋片，将 被去掉，如图6中所示，空气对流扩展换热面3排列有缺口。图6还示出热管1上设置有四 个螺母ll，螺母ll可以采用焊接方法设置在热管l上。
对于在一个电路板上，有两个或多个邻近的芯片需要冷却的情况，可以采用这样的方法 一个风扇带有(承担)两个或多吸热面6，如图7所示，热管1上面有两个吸热面6，而只 有一个风扇4以及围着风扇4的空气对流扩展换热面3 。图8示出，有两个热管l，但是只 有一个风扇，每个热管设置有空气对流扩展换热面3 。
图9、 10、 11、 12示出了四种典型的板式热管。图9所示的热管，没有吸液芯，热管内 的工质从冷凝区回流到蒸发区，主要依靠重力，因而热管放置必须一端高， 一端低，热管的 蒸发区(也就是热管上的吸热面位置)要低，图9所示的热管，有两块金属板(一般采用纯 铜)，四周封焊构成，可采用滚焊(电阻焊)，也可采用钎焊。热管充液封口，可采用排气方 法热管内先灌入一定量的工质液体，加热热管(或抽真空)，使工质沸腾，蒸汽排出时， 将热管内的空气一同排出，排气至一定程度后，将充液排气口焊封死即可。图10所示的热 管，内设有吸液芯13，是由一块金属板折成两壁板，周圈密封只有三个封焊边。图ll所示
的热管，是由偏形管，内设置有吸液芯13，两头封焊构成，这和管式扁形热管类似，只是 本发明的热管更薄。图10和图11所示的热管中的吸液芯13设置有所不同，图10中的吸液 芯13设置在两壁板上，中间留有缝隙，为蒸汽流通通道，图IO中的蒸汽流通通道被吸液芯 13分成数个，图中所示为5个通道。吸液芯13也就是毛细管结构，通常采用多孔结构，如 金属网层叠构成，粉末烧结成形的多孔结构，金属毡结构。
图12所示的板式热管，也是由两块金属板构成的，两块金属板通过绞扣连接再加上焊 接密封，这样的结构强度高，在热管的中部，两壁板还有焊接点(或焊接线)，其作用是提 高热管抗压能力，如热管内的工质为水(电子器件散热用的热管内的工质一般都是水)， 当工质温度低于10(TC时，热管内的气压低于大气压，如果两壁板之间无支撑，在大气压作 用下，热管的壁板被压凹变形；当工质温度大于10(TC时，热管内气压大于外界大气压，如 果两壁板之间没有足够的连接焊点(或线)，热管则会膨胀鼓起。因而板式热管的两壁板中 部应该有足够的连接焊点(或线)，不一定是两壁板之间的直接焊接，也可以是通过吸液芯 使两壁板在中部连接在一起，如图ll所示的。
肋片式结构的空气对流扩展换热面应用最广，本发明中将首选该结构，该结构的空气对 流扩展换热面将简称肋片。波纹式肋片在现空气换热装置中普遍采用，也将被本发明采用。 图13所示的肋片14就是波纹式肋片，肋片14采用连续的带状材料加工成类似波纹形，一 般采用焊接工艺，将波纹式肋片设置在热管1上，这是因为肋片14和热管1接触面积小， 采用粘接工艺不能保证解决肋片14和热管1之间的接触热阻问题。
图14示出了一种叠片式肋片，在肋片14的根部是折边，该折边紧贴热管l，热管l的 热量就是通过该折边与热管1之间接触传热，传到肋片14上。由于这种结构的肋片的折边 与热管的接触面积大，并且容易保证折边被压紧贴在热管l上，因而除焊接工艺外，还可以 采用粘接工艺，解决肋片14和热管1之间的接触热阻问题。为了保证肋片之间片距均匀， 生产效率高，在叠片式肋片的根部折边上以及顶部折边上加工有定位折边15,如图14中所 示。
在叶轮的出风口，即叶轮的外圆周，空气流出叶轮有周向速度和径向速度。叶轮的叶型 不同，周向速度和径向速度分布也就不一样，前向型叶轮，周向速度高，后向型的周向速度 低，径向型的居中。无论哪种叶型，都存有周向速度，方向和叶轮的转向一致。如果叶轮出 风口处设置的肋片，径向呈辐射排列，肋片进风前缘和流出叶轮的空气方向有一夹角，空气 动力学中通常称之为冲角。冲角越大，空气流经肋片的流动损失(阻力)也就越大，这将减 小空气流量，不利于散热。为了减小冲角，可以将围着叶轮2的肋片14顺着叶轮2旋转方 向倾斜，如图15所示，这样就可减小冲角。还可以采用如下方法将围着叶轮2的肋片14 的进风前缘反着叶轮2转动方向弯曲或弯折，如图16所示，肋片14被弯曲，肋片14之间 组成的气流通道就是扩压导流通道，此时肋片14不仅起着空气对流换热的作用，起着导流 扩压的作用。针柱式结构在气流中没有方向、冲角。
为了减小肋片的尺寸，在肋片上采用强化空气对流传热结构，图18、 19示出了短肋形 强化传热结构，图18为叉列短肋形，图19为百叶窗短肋形，它们的基本特征是空气流经 的表面被冲切成一段段不连续的表面，空气每流经一段X短肋)，其上的边界层都处在边界 层的起始段，使整个对流换热表面充分利用了边界层起始段较薄、热阻小、换热系数高的有 利特点。围着叶轮设置百叶窗短肋形肋片时，要注意百叶窗短肋折弯的方向，进风前缘应该
反着叶轮转动的方向折弯，如图17所示。
依据传热学，空气对流换热系数大致与片距成反比，也就是说减小片距不仅可以增加肋 片数量，即换热面积，还可以极大地提高空气对流换热系数。最佳片距应低于1毫米，但在 实际设计中还要考虑其它因素。对于连续面形肋片，片距应该不大于1.5毫米，考虑到生产 工艺，以及尘埃聚集污染的危险因素，片距不应小于0.7毫米。对于采用了短肋形强化传热 结构的肋片，片距应该不小于0.7毫米，不大于2.0毫米，短肋的宽度在2.0毫米左右。在 本发明中，肋片排列成圆弧形，肋片之间的片距内园处小，外园处大，因而上述的片距应该 是平均片距。
图20示出了一种采用本发明散热器的便携式计算机的典型特征，包括有显示屏17和主 机23，主机内设置有主板7、电池和硬盘(图中没有示出电池、硬盘)，显示屏17为平板式， 主机23呈平板形状，显示屏17和主机23通过连接装置连在一起，打开使用时，显示屏17 树立，主机23平卧，键盘19在主机外壳的上面，显示屏17和主机23可以叠合在一起，如 图中虚线所示，这些结构和现笔记本式计算机类似。特征有主机23的外壳由上外壳20和 下外壳22构成，主板7靠近或贴着上外壳20的上壁内，固定在上外壳20上，采用螺钉固 定较好；主板7上的CPU或GPU芯片8在主板7朝下的一面；散热器的热管1固定在主板7 上，或穿过主板7固定在上外壳20上；电池和硬盘直接或通过主板7固定在，或插挂在上 外壳20上。上外壳20为主框架，而下外壳22仅仅是个下盖，不用承担散热面的作用，可 釆用塑料注塑成型，成本低，便于本发明散热器的安装，便于电池、硬盘、光驱等其它部件 的安装和拆换，如果主板7上有内存插槽和显卡插槽等，也便于这些部件的安装和拆换，整 体结构紧凑，便于标准化设计。
图20中示出，在上外壳20的上壁开有进气口 18，并且是正对着风扇4的进气口，采 用进气口 18开在上外壳20上壁，并且正对着或靠近风扇的进气口的结构，可以减小空气进 气过程中的阻力。主机外壳的出气口 21要尽可能远离进气口 18，并且有多个出气口，可以 利用外接设备的插接口的缝隙，作为出气口， 一是减少排出的热空气回流到进气口， 二是将 主机23内的热空气都均匀排出，使主机内的其它部件，如电池、硬盘等也能得到均匀冷却。 上外壳20和下外壳22之间的连接固定，可以采用螺钉方式，也可采用扣接方式，或者二者 相结合。
图21所示的本发明，进气口 18设置在主机外壳的侧壁上，这样可减少进气口被堵的可 能；主板7上开有气口，并且正对着风扇进气口，主板7在此起着将进气冷风和排气热风隔 开，防止在主机内热空气回流到风扇进气口；上外壳20上壁斜着，和主板7形成夹角，使 得进气口 18处进气通道的间隙足够大，保证进气畅通，而整体结构紧凑。图21中示出，在 上外壳20和下外壳22之间的中部设置有支柱24，上外壳20上面受压力，通过支柱24传 到下外壳22，这就提高了上外壳20的上壁的钢性强度，减小受压凹变形。
图22所示的便携式计算机中，散热器采用了类似于图4所示的结构，空气对流扩展换 热面3为双层，风扇4采用了上下双侧进气结构，上外壳20和下外壳22分别都开有进气口 18，并且正对着风扇4的进气口，使进气畅通可靠。
现笔记本式计算机的键盘，通常还不起进气和散热的作用，键盘的按键下有和主机内相 通的通气口，如果有水滴入键盘，进入机内，可能导致内部电器损坏。在本发明中，可以不 需要键盘进气散热，因而可采用薄膜按键、整块的导电橡胶按键，这样不仅厚度薄，还可防
止水从键盘流入机内，造价也低。
图23中的键盘19占满了主机23的上表面，采用触摸屏式键盘，如果再加上平板显示 屏(如液晶显示屏)，键盘19不是一种固定的物理键盘，可成为变化多样的键盘、手写板等， 不仅有键盘功能，又有显示功能，成了双显示器的便携式计算机。如果显示屏17设计制造 成可以便捷地从主机23上取下，主机23就成了便携式平板计算机，这样就大大方便了用户。
图24、 25示出了采用本发明的散热器设计出的便携式平板计算机的特征结构，外形呈 平板状，包括有显示屏17、外壳25,内有主板7、电池和硬盘(图中没有示出电池和硬 盘)，其特征有热管1贴在外壳25的壁上，或热管1直接是外壳25的壁的一部分或全部。 这种结构的优点有利用外壳的壁面作为附加的散热面，在没有增加空间及部件的情况下，
散热量得到提高，则散热器尺寸可以减小(厚度减薄)，外壳壁面的散热过程包括有辐射
传热和空气对流传热(自然对流传热)，当计算机树立时，空气对流(自然对流)传热效果 最佳。无论是辐射传热还是对流传热，有效传热面积和壁面温度要高。本发明中的热管为板 式热管，面积可足够大，而厚度非常薄，和外壳壁接触面积大，热管处的温度高，并且较均
匀，也就是有效传热面积大。直接利用外壳壁作为热管壁， 一是消除了热管1和外壳25之 间的接触热阻，二是厚度进一步减薄。
图24中，主板7与显示屏17平行，并紧靠着显示屏17,热管l上开有进气口，热管l 贴着外壳25壁上，外壳25壁上相对应地开有进气口 18，出气口 21开在远离进气口 18的 外壳25的侧壁上，从散热器排出的空气，对其它器件进行冷却后再排出，将机壳内的热量 带出。
图25中，进气口 18开在外壳25的侧壁，与图24所示的相比，不容易被封堵，主板7 上开有进气口，并正对着风扇4，主板7和显示屏17存有夹角，使得进气口18处主板7和 显示屏17之间的间距大，保证进气畅通。
图26、 27、 28所示的便携式计算机，包括有主机23和屏盖28，主机23上有显示屏 17,内有主板7、电池和硬盘(图中没有示出电池和硬盘)，CPU或GPU芯片8的散热器采 用本发明的散热器，主机23呈平板状，主要特征有键盘19设置在屏盖28上；热管l贴 在外壳25的内壁上。图中所示的是计算机的打开状态，主机23立(斜立)在屏盖28内， 屏盖28成为主机23立起时的底座，这样使主机23稳定。图中虚线表示主机23和屏盖28 的闭合状态，屏盖28又承担保护显示屏17的作用。热管1贴在外壳25的壁上，目的是利 用外壳25的壁面作为附加传热面，利用主机树立时外壳25的壁面的辐射传热和空气对流(自 然对流)传热的效果最佳，这样能有效增加散热量，减小散热器尺寸。如果将热管直接作为 外壳壁的一部分或全部，利用外壳壁作为热管壁，则可消除热管1和外壳25之间的接触热 阻，并进一步减小散热器的厚度。显示屏在主机上，使用时立起，键盘在屏盖上，这和现笔 记本式计算机不一样，其优点有1、如前所述，散热性能提高，且散热进气口和出气口不 易被封堵；2、只需一个外壳，省去了显示屏的外壳；3、键盘可有多种结构选择，如超薄的 薄膜按键结构；4、屏盖不仅起着保护显示屏的作用，还是主机立起时的支撑底座，还可以 在屏盖上加设电池，作为副电池，并且可以便捷地更换副电池。
在图26、 27、 28中，CPU或GPU芯片8设置在主机23的靠下端，并且风扇4和空气 对流扩展换热面3在上方，即热管的蒸发区的位置低，则热管内的液态工质回流，可在重力 作用下实现，因而热管传输的热量高，可采用结构简单的热虹吸式(重力式)热管结构。出
气口 21设置的位置尽可能高，图中所示为最高位置，而发热的CPU或GPU芯片设在尽可 能低的位置，目的有1、将机壳内的热空气均匀地排出，使其他部件也得到均匀的冷却；2、 利用机壳内的空置空间，形成像烟筒样的抽吸作用，提高机壳内空气对流，提高整机散热效 果。
图26中，主机23是依靠两侧的支杆26支撑起来的，屏盖28与主机23之间的电的连 接(电源和信号连接)，可通过支杆26内的电缆连接，屏盖28上设置有副电池27和键盘 19同侧，并且厚度也一致。
图27中，主机23是依靠中间的支杆26 (单根支杆就可以)支撑起来，在主机23的底 端与屏盖28的接触处，设置有电的碰接连接点，实现主机23与屏盖28之间的电的连接， 支杆26与主机23的连接设计制作成可便捷拆分，或支杆26与屏盖28可便捷拆分，则可实 现主机23可便捷地与屏盖28分离，主机23就单独成为便捷式平板计算机，这样就大大地 方便了用户。
图28中，没有支杆，屏盖28两侧有滑槽30，主机23上有滑轴29。主机23立起，靠 主机上的滑轴29夹在滑槽30内，以及主机23下端与屏盖28的接触面，将主机23支撑立 起。图中示出滑槽30有与外界相通的开口，主机上的滑轴可以从该开口滑出，因而主机23 可以非常方便地与屏盖28分离。图中示出的副电池27，设置在屏盖28的外表面，可设计 制作成不同容量(即厚度不一样)，可随时更换电池。当需要长时间开机运行时，可方便地 选配大容量的副电池，此时副电池容量可能大于主机内的电池容量，当用户需要轻便时，则 可选用轻薄的副电池，这将极大地方便用户。
特别说明本发明中所述的硬盘，包括机械转动硬盘和固态硬盘。
权利要求
1.一种用于冷却电子芯片的板式热管散热器，包括有热管(1)、空气对流扩展换热面(3)以及风扇(4)，风扇为离心式，散热器整体呈扁形，其特征在于热管(1)采用板式结构，空气对流扩展换热面(3)采用了肋片式或针柱式结构，并且是直接焊接或粘接在热管(1)，空气对流扩展换热面(3)围着风扇(4)的叶轮(2)，并且对着叶轮(2)的出风口。
2、 根据权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于有一半以上的空气对流扩展 换热面(3)排列成圆弧形，围着风扇(4)的叶轮(2)。
3、 根据权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于热管(1)上配有两个或更多风扇以及围着风扇的叶轮(2)的空气对流扩展换热面。
4、 根据权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于在热管(1)两侧面都设置有空气对流扩展换热面(3)。
5、 根据权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于肋片式结构的空气对流扩展 换热面(3)采用了叠片式结构，或波纹式结构。
6、 根据权利要求5所述的板式热管散热器，其特征在于围着叶轮(2)的肋片(14) 顺着叶轮(2)的转动方向倾斜；或围着叶轮(2)的肋片(14)的进风前缘反着叶轮(2) 的转动方向弯曲或弯折。
7、 根据权利要求5所述的板式热管散热器，其特征在于肋片(14)采用了叉列短肋形或百叶窗短肋形强化换热结构。
8、 一种采用了权力要求1所述的板式热管散热器的便携式计算机，包括有显示屏(17)、 主机(23),显示屏(17)为平板式，主机(23)呈板状，并通过连接装置连接在一起，主 机(23)的外壳由上外壳(20)和下外壳(22)组成，键盘(19)设置在上外壳(20)的外 面，主机(23)内设置有主板(7)、电池、硬盘，其特征在于主板(7)固定在上外壳(20)内，主板(7)上的CPU或GPU电子芯片(8)在主板(7)的朝下的一面；散热器 的热管(1)固定在主板(7)上，或穿过主板(7)固定在上外壳(20)上；电池和硬盘直 接或通过主板(7)固定在、或插挂在上外壳(20)上。
9、 一种采用了权力要求1所述的板式热管散热器的便携式计算机，外形呈板状，包括 有显示屏(17)和外壳(25)，内有主板(7)、电池、硬盘，其特征在于热管(1)贴在 外壳(25)的壁上，或热管(1)直接是外壳(25)壁的一部分或全部。
10、 一种采用了权力要求1所述的板式热管散热器的便携式计算机，包括有主机(23)、 键盘(19)和屏盖(28)，显示屏(17)在主机(23)上，主机(23)内有主板(7)、电池、 硬盘。主机(23)呈板状，其特征在于键盘(19)设置在屏盖(28)上；屏盖(28)通过 连接装置与主机(23)连在一起，主机(23)立起时，立在屏盖(28)内，屏盖(28)为主 机立起时的底座；热管(1)贴在外壳(25)的壁上，或热管(1)直接是外壳(25)壁的一 部分或全部。
11、 根据权力要求8所述的便携式计算机，其特征在于上外壳(20)和下外壳 (22)之间中部设置有支柱(24)。
12、根据权力要求IO所述的便携式计算机，其特征在于屏盖(28)上设置有副电池 (27)。
全文摘要
本发明提供了一种板式热管散热器，及其在便携式计算机中的应用。在本发明的散热器中，热管(1)采用板式结构，厚度薄，使其上的空气对流扩展换热面(3)(即肋片)，围着并正对风扇(4)的叶轮(3)，这样省去了风罩，及其所占的空间和造价，缩短了热管(1)内热量传输的距离，使散热器最大紧凑化。引入强化对流传热结构，并依据空气动力学设置肋片，又进一步提高了散热量。散热器在主板(7)上的安装限制减少，可实现散热器系列标准化。利用本发明的散热器，提出了三项便携式计算机，从提高散热性能出发，使计算机性能更高，更轻薄、成本更低，更方便用户。
文档编号G06F1/20GK101369562SQ20081006779
公开日2009年2月18日 申请日期2008年6月18日 优先权日2008年6月18日
发明者彪 秦 申请人:彪 秦