齿片式散热器的制作方法

1.本实用新型涉及服务器散热装置技术领域，尤其涉及一种齿片式散热器。


背景技术：

2.为了提高电子器件的功率，服务器的元器件和逻辑电路的体积不断缩小，器件产生的热量急剧增加，电子元器件的寿命以及产品可靠稳定使用都受到威胁。
3.现有服务器通常设置有散热器，散热器连接在对温度要求较高的电子元器件上，实现电子元器件的快速降温。增大散热器的散热面积是提高散热效率的一个有效手段，通常是将进风通道设计成蛇形，以增大气流与翅片之间的接触面积。
4.现有散热器的缺陷至少包括：受空间限制，散热面积的增大量有限，蛇形的进风通道在增大散热面积的同时也大幅提高了加工难度、提高了加工成本、良品率低，对散热效率的提升有限；对流换热系数很难提高；沿气体流动的方向，散热器的边界层厚度逐渐增厚，表面传热系数逐渐降低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种散热效率更高的齿片式散热器。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种齿片式散热器，包括：基板；至少一个原位齿片组，设置在所述基板上，所述原位齿片组内设置有多条原位流体通道；以及，至少一个错位齿片组，设置在所述基板上，错位齿片组内设置有多条错位流体通道；在垂直于流体行进的方向上所述错位齿片组与所述原位齿片组错位设置，使得所述原位流体通道和所述错位流体通道错位。
8.特别是，所述原位齿片组和/或所述错位齿片组分别包括多个排成一行的齿片，所述齿片包括相连接的齿主体和顶面，所述顶面相对于所述齿主体倾斜；所述顶面的边沿抵接在相邻的所述齿片上；两个相邻所述齿片和所述基板共同围拢形成所述原位流体通道和/或所述错位流体通道。
9.特别是，所述齿主体的底边焊接或插齿连接在所述基板上。
10.特别是，全部所述顶面相对于所述齿主体朝相同的方向倾斜，全部所述顶面的倾斜角度相同。
11.特别是，在流体行进方向上，所述基板上间隔设置有多个所述原位齿片组和多个所述错位齿片组。
12.特别是，在流体行进方向上，相邻的所述原位齿片组和所述错位齿片组的侧面相抵接。
13.特别是，在流体行进方向上，全部所述原位齿片组的所述原位流体通道相重合，全部所述错位齿片组的所述错位流体通道相重合。
14.特别是，所述原位流体通道的宽度等于所述错位流体通道的宽度。
15.特别是，所述基板为由铜或铝制成的片状结构，所述片状结构上设置有热管或vc
均热板。
16.特别是，所述原位齿片组和/或所述错位齿片组由铝制成。
17.本实用新型齿片式散热器包括错位齿片组和原位齿片组，在垂直于流体行进的方向上错位齿片组与原位齿片组错位设置，从而在流体行进方向上形成扰动，切断边界层的形成，达到减薄边界层厚度的效果，提高对流换热系数，无需额外增加散热面积，加工简单方便，良品率高，成本低，实用性强，易于在产品中推广，尤其适用于功耗大、发热量大且散热空间有限的服务器电子元器件。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式提供的齿片式散热器的结构示意图；
19.图2是本实用新型具体实施方式提供的齿片式散热器的主视图；
20.图3是本实用新型具体实施方式提供的齿片式散热器的俯视图；
21.图4是本实用新型具体实施方式提供的齿片的结构示意图。
22.图中：
23.1、基板；2、原位齿片组；3、错位齿片组；4、原位流体通道；5、齿片；51、齿主体；52、顶面；53、边沿；54、底边。
具体实施方式
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.本实施方式提供一种齿片式散热器，用于为服务器上的电子元器件散热。如图1至图3所示，该齿片式散热器包括基板1、至少一个原位齿片组2和至少一个错位齿片组3，其中，原位齿片组2和错位齿片组3分别设置在基板1上，且在垂直于流体行进的方向上错位齿片组3与原位齿片组2错位设置。原位齿片组2内设置有多条原位流体通道4，错位齿片组3内设置有多条错位流体通道(未示出)，使得原位流体通道4和错位流体通道错位。
31.牛顿冷却公式(1)：
[0032][0033]
其中，代表散热器带走的热量，单位w；h代表散热器的对流换热系数,单位w/(m2.k)；a代表散热器面积单位m2，δt代表流进和流出散热器的温差，单位k。
[0034]
由公式(1)可知，想提高一个散热器的换热能力，除了可以提高散热器的散热面积a以外，还可以提高散热器的对流换热系数h。
[0035]
对流换热系数h受流动雷诺数re即流动状态层流和湍流的影响，在湍流状态下，因湍流的扰动与混合作用会使局部表面传热系数提高。将边界层型的对流换热能量方程对热边界层厚度作积分，得到公式(2)：
[0036][0037]
其中qw是固体表面上流体与固体之间所交换的热量，即对流换热量。根据矢量的运算规则，对公式(2)进行变换得到公式(3)：
[0038]
u*grad t＝|u||grad t|cosθ
[0039]
根据公式(3)可知，在一定的速度及温度梯度下，减小两者间的夹角是强化传热的有效措施。另外，减薄热边界层以及增加流体中的扰动其实质都是要减小速度与温度梯度间的夹角θ。
[0040]
根据上述理论，该齿片式散热器在垂直于流体行进的方向上将错位齿片组3与原位齿片组2错位设置，在流体行进方向上形成扰动，切断边界层的形成，达到减薄边界层厚度的效果，提高对流换热系数。即，原位流体通道4和错位流体通道错位设置，通过不断增加流体中的扰动以及缩短流体流动方向的长度，解决边界层厚度随流动方向逐渐增厚问题的同时不断增加扰动，从本质上极大提高了散热器的散热效率，无需额外增加散热面积，加工简单方便，良品率高，成本低，实用性强，易于在产品中推广，尤其适用于功耗大、发热量大且散热空间有限的服务器电子元器件。
[0041]
原位齿片组2和/或错位齿片组3的具体结构不限，能通过错位设置实现在流体行进方向上形成扰动即可。优选的，原位齿片组2和/或错位齿片组3分别包括多个排成一行的齿片5，齿片5包括相连接的齿主体51和顶面52，顶面52相对于齿主体51倾斜。顶面52的边沿
53抵接在相邻的齿片5上，从而由两个相邻齿片5和基板1共同围拢形成原位流体通道4和/或错位流体通道。
[0042]
错位齿片组3与原位齿片组2错位设置，即组成错位齿片组3的齿片位于两个相邻的原位齿片组2的齿片中间，在沿流体行进方向上，流体每经过一个齿片5时改变一次运动方向，从而切断边界层的形成，达到减薄边界层厚度的效果，提高对流换热系数。
[0043]
在上述结构的基础上，如图4所示，齿主体51的底边54焊接或插齿连接在基板1上，保证齿片5与基板1紧密结合，接触良好，在流体的冲击下齿片5不会发生移动或晃动，散热效率更高且噪音低。
[0044]
为了降低加工难度且整体形状尺寸更一致，全部顶面52相对于齿主体51朝相同的方向倾斜，全部顶面52的倾斜角度相同。倾斜角度优选为90
°
，即齿片5呈倒l形，加工效率高，整体强度大，使用寿命长。
[0045]
在上述结构基础上，在流体行进方向上，如图3所示，基板1上间隔设置有多个原位齿片组2和多个错位齿片组3。原位齿片组2和错位齿片组3的交替设置，能充分利用散热空间，能持续不断地增加流体中的扰动、缩短流体流动方向的长度，通过不断增加扰动来提高散热器的散热效率。
[0046]
为了避免流体从散热器中泄露出去，在流体行进方向上，相邻的原位齿片组2和错位齿片组3的侧面紧密无缝地相抵接，保证气流能始终穿行在散热器中，提高散热效率。
[0047]
在基板1上间隔设置原位齿片组2和错位齿片组3的具体方式不限，能实现流体的不断扰动即可。优选的，在流体行进方向上，全部原位齿片组2的原位流体通道4相重合，全部错位齿片组3的错位流体通道相重合，加工更方便，整体结构更规则，降噪效果好。
[0048]
为了降低加工难度，原位流体通道4的宽度等于错位流体通道的宽度，即原位齿片组2和错位齿片组3的齿间距一样大。批量生产一种齿片5即可组成该散热器，组装时无需根据位置选择适应的齿片5，无需防呆，加工效率高。
[0049]
在上述结构的基础上，基板1为由铜或铝制成的片状结构，该片状结构上设置有热管或vc均热板，散热效果好，加工方便。
[0050]
原位齿片组2和/或错位齿片组3优选由铝制成，散热效率高，原材料造价低且易于加工。
[0051]
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。