一种具有表面微结构的散热器及其制备方法与流程

本发明涉及一种具有表面微结构的散热器及其制备方法，属于计算机技术领域。

背景技术：

随着电子信息技术的快速发展，电子设备所用电气元器件的体积越来越小，集成度越来越高，随之而来的就是热流密度的剧增；电子产品轻薄化的趋势又对散热器的高度提出了较大的挑战。风冷和自然冷却作为工艺简单、成本低、技术成熟的散热手段，如何在不增大高度的条件下提高散热器的散热性能变得尤为重要。

中国专利文件(申请号201520947544.9)公开一种电脑用穿鳍片压铆式高效散热器，包括有散热底座、多个散热鳍片、多个第一热管及多个第二热管；该散热底座的底面凹设有多个嵌置槽，散热底座的两侧面均设置有多个台阶面；该多个散热鳍片由下往上依次叠设在一起，散热底座位于多个散热鳍片的下方，每一散热鳍片均包括有两固定片和一连接片，该连接片的两端分别与两固定片一体成型连接，每一固定片上均设置有多个穿孔，每一穿孔的周缘均向上凸起而形成有套合部。但该方案设有多个第一热管、多个第二热管，结构较为复杂，不适合小体积的设备尺寸要求。

研究表明，散热器的对流换热、辐射换热性能分别与散热表面积、散热表面粗糙度呈正相关关系，通过激光加工等特种加工方式在散热器表面加工出微结构可同时达到上述两种效果，但往往加工工序繁琐费时费力，不易高效生产。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有表面微结构的散热器，在散热器表面加工出微结构，提高其散热表面积及表面粗糙度，从而提高散热器的整体散热性能。

本发明还提供该散热器的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有表面微结构的散热器，包括基体，基体表面设有散热片，散热片和基体表面设有微凹坑，微凹坑在基体和散热片表面点阵排列。

根据本发明优选的，微凹坑的凹口为圆形，孔径为0.5-1mm，相邻两个微凹坑之间的间距为1.5mm，微凹坑的深度为0.5mm。

根据本发明优选的，基体表面设有通槽，通槽中部设有导向台，散热片宽度与通槽宽度相同，散热片底部设有凹轨。

进一步优选的，通槽一端设有端堵。在散热片加入时在一端起固定作用。

一种上述具有表面微结构的散热器的制备方法，包括步骤如下：

散热器由铣加工或压铸成型制得，利用喷丸机对散热器进行喷丸处理，在散热器表面加工出微凹坑结构；然后将散热器放入到酸洗池中进行酸蚀，去除掉因喷丸产生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺导致散热器表面的风阻增大；酸蚀后进行超声清洗，去除酸蚀后散热器表面残留氧化液及酸蚀产生的残渣；此后在清水中清洗，然后进行高温烘干，去除残留水分，最终形成具有表面微结构的散热器。

根据本发明优选的，在对散热器进行喷丸处理之前，固定散热器基体，从基体表面的最外侧的通槽开始逐一加装散热片，加装散热片与喷丸处理交替进行，使散热片表面的微凹坑分布更加均匀可控。

进一步优选的，在对散热片喷丸处理前，利用封条遮掩未加装散热片的通槽。以免处理后影响通槽与散热片的匹配连接。

加工出来的微结构因尺度较小可以显著的提高散热器散热表面积，表面微凹坑结构会破坏表面空气流动边界层，从而提高散热器对流换热性能；由于表面微凹坑的存在，散热器的表面粗糙度增大，散热器辐射换热性能增强。

本发明的有益效果在于：

本发明通过喷丸、酸蚀的方式在散热器表面加工出表面微凹坑结构，大大提高了散热表面积，散热器表面粗糙度也变大，最终散热器散热性能显著提高。而且本发明的制备方法科学可行，处理效果好，成本低、易于推广。

附图说明

图1为散热器制备流程图；

图2为散热器结构示意图；

图3为本发明微凹坑点阵排列示意图；

图4为本发明微凹坑纵向深度示意图；

图5为本发明通槽与凹轨匹配连接示意图；

其中，1、基体，2、微凹坑，3、导向台，4、散热片，5、凹轨。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

一种具有表面微结构的散热器，包括基体，基体表面设有散热片，散热片和基体表面设有微凹坑，微凹坑在基体和散热片表面点阵排列。

微凹坑的凹口为圆形，孔径为0.5-1mm，相邻两个微凹坑之间的间距为1.5mm，微凹坑的深度为0.5mm。

实施例2：

一种具有表面微结构的散热器，其结构如实施例1所述，所不同的是，基体表面设有通槽，通槽中部设有导向台，散热片宽度与通槽宽度相同，散热片底部设有凹轨。

实施例3：

一种具有表面微结构的散热器，其结构如实施例2所述，所不同的是，通槽一端设有端堵，在散热片加入时在一端起固定作用。

实施例4：

一种具有表面微结构的散热器，其结构如实施例1所述，所不同的是，微凹坑的凹口为圆形，孔径为1mm。

实施例5：

一种具有表面微结构的散热器，其结构如实施例1所述，所不同的是，微凹坑的凹口为圆形，孔径为0.8mm。

实施例6：

一种制备如实施例1所述具有表面微结构的散热器的方法，包括步骤如下：

散热器由铣加工制得，利用喷丸机对散热器进行喷丸处理，通过调整喷丸工艺参数，使用型号ZB1077喷丸设备，喷丸材料为陶瓷、喷丸直径0.5mm、压力为0.3-0.6MPa、喷丸角度30-45°，以控制微凹坑的间距l、直径d以及深度h如实施例1所述，在散热器表面加工出微凹坑结构；然后将散热器放入到酸洗池中进行酸蚀，酸洗池中为质量百分比10-15％的硫酸，去除掉因喷丸产生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺导致散热器表面的风阻增大。酸蚀后进行超声清洗，去除酸蚀后散热器表面残留氧化液及酸蚀产生的残渣；此后进行清水中清洗，然后进行高温烘干，去除残留水分，最终形成带有表面微结构的散热器。

实施例7：

一种制备如实施例2所述具有表面微结构的散热器的方法，包括步骤如下：在对散热器进行喷丸处理之前，固定散热器基体，从基体表面的最外侧的通槽开始逐一加装散热片，利用喷丸机对散热器进行喷丸处理，在散热器表面加工出微凹坑结构；加装散热片与喷丸处理交替进行，使散热片表面的微凹坑分布更加均匀可控，并且在对散热片喷丸处理前，利用封条遮掩未加装散热片的通槽。然后将散热器放入到酸洗池中进行酸蚀，去除掉因喷丸产生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺导致散热器表面的风阻增大。酸蚀后进行超声清洗，去除酸蚀后散热器表面残留氧化液及酸蚀产生的残渣；此后进行清水中清洗，然后进行高温烘干，去除残留水分，最终形成带有表面微结构的散热器。

实验例

将利用实施例6的方法制得的如实施例1所述的具有表面微结构的散热器，与现有同尺寸未经处理的散热器进行散热性能测试实验，所采用芯片尺寸为10mm*10mm，功耗为10W，散热器为40mm*40mm，相同的通风环境，环境温度为55℃，实验性能对比如表1所示。相比于未进行喷丸处理的散热器，实施例1产品散热表面积增大113％，芯片温升低4.6摄氏度，由此可见利用本发明的方法制得的产品相比现有产品大大提高了散热性能。

表1实验性能对比