一种散热装置的制作方法

文档序号:15354704发布日期:2018-09-04 23:45阅读:153来源:国知局

本实用新型属于半导体器件制冷散热技术领域,特别是涉及一种散热装置。



背景技术:

现有的风冷散热装置的原理是在其内部添加散热翅片或风扇,通过散热翅片或风扇与其周围的环境进行空气的对流将热量带走,从而尽可能的降低风冷散热装置的温度。但是,这样的降温方式只能使风冷散热装置的温度尽量接近环境温度,并不能使得风冷散热装置的温度比环境温度更低。

现有的网络平台,例如Qualcomm8939平台,其CPU的最高操作温度能达到85℃,而企业的标准指出工作的最高环境温度为85℃,当工作的环境温度为85℃时,即使CPU的表面温度(Tc)理论上能降到跟工作的环境温度一样的温度,即85℃,但是,此时CPU的内部温度(Tj)约为93℃,其已经超过了CPU的最大操作温度85℃,CPU很容易被烧毁。因此,现有的风冷散热装置已无法满足某些CPU的散热需求,若要使CPU能稳定运行,则风冷散热装置中必需要有高效的冷却装置使CPU的温度能降到更低。

而且,现有的风冷散热装置不易形成空气流通的通道,从而导致风冷散热装置的内部空间内的空气流动紊乱,不管散热翅片或风扇的散热能力有多强,转速有多快,散热翅片或风扇也只是在一堆“热气”中不断旋转,这样极易造成风冷散热装置内的热量散发不出去,从而降低风冷散热装置的散热效果。

现有的TEC(半导体制冷器)冷却装置的原理是在现有的风冷散热装置上加装TEC和导冷模块,导冷模块再将冷量传给冷端铝板,然后用冷端铝板对裸露在开放的外界空间的主板上的CPU等IC芯片进行冷却。因外界空气的温度比冷端铝板的温度高很多,很容易在冷端铝板的表面上产生结露现象,从而持续不断的产生大量的冷凝水,冷凝水很容易散落在安装IC芯片的主板上,从而损毁主板。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有的风冷散热装置易产生大量冷凝水损毁主板的技术问题,提供一种散热装置。

为解决上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种散热装置,包括冷却结构、密封壳体及主板,所述主板设置有发热器件,所述冷却结构包括半导体制冷器、冷端铝板及散热器,所述半导体制冷器用于制冷并将冷量传导给所述冷端铝板,所述散热器用于对所述半导体制冷器散热,所述密封壳体的一侧壁上设置有安装孔,所述散热器固定连接在所述密封壳体设置有所述安装孔的一侧,所述散热器遮盖所述安装孔以在所述密封壳体内形成密闭空间,所述发热器件设置于所述密闭空间内并正对所述安装孔,所述冷端铝板穿过所述安装孔并与所述发热器件贴合。

可选地,所述冷却结构还包括支架,所述支架固定于所述散热器朝向所述密封壳体的表面上,所述半导体制冷器通过所述支架固定于所述散热器朝向所述密封壳体的表面上。

可选地,所述支架设有第二通孔和凹槽,所述凹槽设置于所述第二通孔背离所述散热器的一端开口,所述冷端铝板设置于所述凹槽内;

所述半导体制冷器包括导冷模块,所述导冷模块容纳于所述第二通孔内,所述导冷模块的一侧与所述冷端铝板贴合,所述导冷模块的另一侧与所述散热器朝向所述密封壳体的表面贴合。

可选地,所述冷端铝板包括底板及连接在所述底板朝向所述发热器件的一侧表面的凸台,所述底板设置在所述凹槽内,所述凸台穿过所述安装孔并与所述发热器件贴合。

可选地,所述凸台包括并排连接的第一凸台和第二凸台,所述第一凸台的高度大于所述第二凸台的高度;

所述发热器件包括并排设置的第一发热器件和第二发热器件,所述第一凸台穿过所述安装孔并与所述第一发热器件贴合,所述第二凸台穿过所述安装孔并与所述第二发热器件贴合。

可选地,所述冷却结构还包括吸湿层,所述吸湿层上设有与所述凸台相适配的第一通孔,所述凸台穿过所述第一通孔,所述吸湿层固定在所述底板朝向所述发热器件的一侧表面。

可选地,所述密闭空间内充入有氮气;或者,

所述密闭空间内形成真空环境。

可选地,所述散热器为翅片散热器,所述翅片散热器包括底座和多个翅片,多个所述翅片平行间隔的设置在所述底座背离所述支架的表面上;

所述安装孔的边缘设置有密封圈,所述密封圈压紧在所述底座与所述密封壳体之间。

可选地,所述密封壳体包括第一密封壳、第二密封壳、第一密封垫及第二密封垫,所述主板固定连接在所述第一密封壳和所述第二密封壳之间,所述安装孔设置在所述第一密封壳上;

所述第一密封垫夹紧在所述第一密封壳的边缘与所述主板的边缘之间,所述第二密封垫夹紧在所述主板的边缘与所述第二密封壳的边缘之间。

可选地,所述密封壳体为箱体结构,所述主板固定在所述箱体结构内的底壁上。

可选地,所述散热装置还包括风道结构,所述风道结构包括风道本体和风扇,所述散热器固定连接在所述风道本体与密封壳体之间,所述散热器设置在所述风道本体的内部,所述散热器与所述风道本体的内壁之间形成贯通的风道,所述风道本体的一端设有与所述风道连通的进风口,所述风道本体的另一端设有与所述风道连通的出风口,所述风扇设置于所述进风口处。

根据本实用新型实施例提供的散热装置,半导体制冷器制冷后将冷量传导给冷端铝板,冷端铝板再通过与发热器件接触将冷量传导给发热器件,从而使得发热器件降温。散热器通过遮盖安装孔以在密封壳体内形成密闭空间。由于密闭空间内的空气与外界流动空气隔绝,冷端铝板穿过安装孔在密闭空间内与发热器件接触,冷端铝板与外界流动空气隔绝,从而减少冷端铝板上因结露而产生的冷凝水量。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的散热装置的示意图;

图2是本实用新型一实施例提供的散热装置的整体爆炸图;

图3是本实用新型一实施例提供的风道结构的示意图;

图4是本实用新型一实施例提供的冷却结构的示意图;

图5是本实用新型一实施例提供的冷却结构的爆炸图;

图6是本实用新型一实施例提供的密封壳体的示意图;

图7是本实用新型一实施例提供的密封壳体的爆炸图。

说明书中的附图标记如下:

1、风道结构;11、风道本体;111、进风口;112、出风口;113、安装口;12、风扇;

2、冷却结构;21、吸湿层;211、第一通孔;22、冷端铝板;221、凸台;2211、第一凸台;2212、第二凸台;222、底板;23、支架;231、第二通孔;232、凹槽;24、半导体制冷器;241、导冷模块;25、散热器;251、底座;252、翅片;

3、密封壳体;31、第一密封壳;311、安装孔;32、第一密封垫;33、第二密封垫;34、第二密封壳;35、密封圈;

4、主板;41、发热器件;41a、第一发热器件;41b、第二发热器件;

5、螺钉。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

如图1至图2及图4至图7所示,本实用新型一实施例提供的散热装置,包括冷却结构2、密封壳体3及主板4,所述主板4设置有发热器件41,所述冷却结构2包括半导体制冷器24、冷端铝板22及散热器25,所述半导体制冷器24用于制冷并将冷量传导给所述冷端铝板22,所述散热器25用于对所述半导体制冷器24散热,所述密封壳体3的一侧壁上设置有安装孔311,所述散热器25固定连接在所述密封壳体3设置有所述安装孔311的一侧,所述散热器25遮盖所述安装孔311以在所述密封壳体3内形成密闭空间,所述发热器件41设置于所述密闭空间内并正对所述安装孔311,所述冷端铝板22穿过所述安装孔311并与所述发热器件41贴合。

半导体制冷器24制冷后将冷量传导给冷端铝板22,冷端铝板22再通过与发热器件41接触将冷量传导给发热器件41,从而使得发热器件41降温。散热器25通过遮盖安装孔311以在密封壳体3内形成密闭空间。由于密闭空间内的空气与外界流动空气隔绝,冷端铝板22穿过安装孔311在密闭空间内与发热器件41接触,冷端铝板22与外界流动空气隔绝,从而减少冷端铝板22上因结露而产生的冷凝水量。

在一实施例中,所述冷却结构2还包括支架23,所述支架23固定于所述散热器25朝向所述密封壳体3的表面上,所述半导体制冷器24通过所述支架23固定于所述散热器25朝向所述密封壳体3的表面上。可以理解地,半导体制冷器24通过支架23固定在散热器25朝向密封壳体3的表面上,为了防止支架23与散热器25之间因存在缝隙而导致半导体制冷器24上的冷量的丢失,支架23朝向散热器25的一侧设有容纳半导体制冷器24的空腔(图中未示出),以便支架23能够直接与散热器25朝向所述密封壳体3的表面贴合。

如图4至图7所示,所述支架23设有第二通孔231和凹槽232,所述凹槽232设置于所述第二通孔231背离所述散热器25的一端开口,所述冷端铝板22设置于所述凹槽232内。所述半导体制冷器24包括导冷模块241,所述导冷模块241容纳于所述第二通孔231内,所述导冷模块241的一侧与所述冷端铝板22贴合,所述导冷模块241的另一侧与所述散热器25朝向所述密封壳体3的表面贴合。

导冷模块241产生冷量的一侧通过第二通孔231直接与冷端铝板22接触,如导冷模块241产生冷量的一侧与冷端铝板22之间留有空隙,则冷量从导冷模块241传导到冷端铝板22之间会经过一段空气,这样会导致导冷模块241产生的部分冷量被空气所吸收,从而降低了导冷模块241传导到冷端铝板22上的冷量,使得冷端铝板22对发热器件41的制冷效果降低。而导冷模模块产生热量的一端与散热器25接触,从而将热量传导到散热器25上,散热器25上的热量再被空气带走,从而达到散热的效果。

在一实施例中,所述冷端铝板22包括底板222及连接在所述底板222朝向所述发热器件41的一侧表面的凸台221,所述底板222设置在所述凹槽232内,所述凸台221穿过所述安装孔311并与所述发热器件41贴合。可以理解的,冷端铝板22上的凸台221穿过安装孔311直接与发热器件41的贴合,使得凸台221上的冷量传导到发热器件41上,从而实现发热器件41的降温。而冷端铝板22上的底板222设置在支架23上的凹槽232上,可以固定冷端铝板22,使底板222与导冷模块241能稳定接触。

在一实施例中,所述凸台221包括并排连接的第一凸台2211和第二凸台2212,所述第一凸台2211的高度大于所述第二凸台2212的高度;

所述发热器件41包括并排设置的第一发热器件41a和第二发热器件41b,所述第一凸台2211穿过所述安装孔311并与所述第一发热器件41a贴合,所述第二凸台2212穿过所述安装孔311并与所述第二发热器件41b贴合。

由于所述第一凸台2211的高度大于所述第二凸台2212的高度,因而为了使得第一凸台2211及第二凸台2212能够分别与第一发热器件41a及第二发热器件41b贴合,相应地,第一发热器件41a相对主板4的突出高度小于第二发热器件41b相对主板4的突出高度,更为具体地,所述第一凸台2211与所述第二凸台2212的高度差等于第一发热器件41a与第二发热器件41b的高度差。

凸台221表面与发热器件41表面直接贴合时会存在空隙,而这些空隙中的空气是热量的不良导体,会阻碍发热器件41上的热量向凸台221上传导,因而,优选地,可以在凸台221的表面上涂抹散热硅脂以填充凸台221表面与发热器件41表面之间的空隙,使得发热器件41上的热量更好的向凸台221传导,从而使得发热器件41降温效果更好。

在一实施例中,所述冷却结构2还包括吸湿层21,所述吸湿层21上设有与所述凸台221相适配的第一通孔211,所述凸台221穿过所述第一通孔211,所述吸湿层21固定在所述底板222朝向所述发热器件41的一侧表面。在密封壳体3的密闭空间内充满空气的情况下,由于空气含有一定量的水分,且空气与冷端铝板22存在一定的温度差,不可避免的,冷端铝板22的表面会产生结露的现象,从而使得冷端铝板22上产生少量的冷凝水。在此情况下,吸湿层21能及时将冷端铝板22上产生的冷凝水吸收,从而避免冷端铝板22上产生的冷凝水散落到安装有发热器件41的主板4上,防止了主板4短路或被腐蚀等现象的发生。

吸湿层21可以采用高吸湿和放湿性材料制得,例如可以是耐高温高湿的麻布或尼龙布类。

在一实施例中,所述散热器25为翅片散热器,所述翅片散热器包括底座251和多个翅片252,多个所述翅片252平行间隔的设置在所述底座251背离所述支架23的表面上。所述安装孔311的边缘设置有密封圈35,所述密封圈35压紧在所述底座251与所述密封壳体3之间。半导体制冷器24上的热量传导到散热器25上后,通过翅片252上层流动的空气将热量带走。而在安装孔311的边缘设置密封圈35,能使底座251与密封壳体3之间实现密封连接,从而使密封壳体3内能形成密闭空间。

如图6至图7所示,所述密封壳体3包括第一密封壳31、第二密封壳34、第一密封垫32及第二密封垫33,所述主板4固定连接在所述第一密封壳31和所述第二密封壳34之间,所述安装孔311设置在所述第一密封壳31上。所述第一密封垫32夹紧在所述第一密封壳31的边缘与所述主板4的边缘之间,所述第二密封垫33夹紧在所述主板4的边缘与所述第二密封壳34的边缘之间。

在一实施例中,第一密封垫32分别与第一密封壳31的边缘和主板4的边缘粘接,第二密封垫33分别与主板4的边缘和第二密封壳34的边缘粘接,这样能实现第一密封壳31与第二密封壳34之间完全密封连接,防止因第一密封壳31、主板4与第二密封壳34之间贴合存在缝隙而导致密闭空间不密闭,从而导致冷端铝板22上产生的冷凝水增加,使得密闭空间能使冷端铝板22上产生更少量的冷凝水的效果降低。此外,第一密封壳31、第二密封壳34与含有发热器件41的主板4彼此之间密封连接,将主板4上的连接线设置在密封壳体3的外部,其可以通过缆线或FPC(柔性电路板)等方式连接。

如图1至图5所示,所述散热装置还包括风道结构1,所述风道结构1包括风道本体11和风扇12,所述散热器25固定连接在所述风道本体11与密封壳体3之间,所述散热器25设置在所述风道本体11的内部,所述散热器25与所述风道本体11的内壁之间形成贯通的风道,所述风道本体11的一端设有与所述风道连通的进风口111,所述风道本体11的另一端设有与所述风道连通的出风口112,所述风扇12设置于所述进风口111处。通过半导体制冷器24冷却发热器件41,以控制发热器件41的温度,半导体制冷器24吸收的热量传导给散热器25。散热器25与风道本体11的内壁之间形成贯通的风道,通过风扇12使得风道内形成气流,带走散热器25上的热量,提高了散热装置的散热效率。

在一实施例中,风扇12通过为螺栓连接的方式固定在风道本体11上。

在一实施例中,风扇12为吹风风扇,风扇12旋转将周围环境的空气通过进风口111送入风道中,空气在风道中经过散热器25,从而将散热器25上的热量带走,然后通过出风口112将带有热量的空气排出。因风扇12持续旋转将周围环境的空气不断送入风道中,这样不会导致风道内部空间内的空气流动紊乱,从而使得散热器25上的热量不断的被经过的空气带走,使得热量不易在散热器25上停留过长的时间,从而使散热装置达到了更好的散热效果。

如图2所示,风道结构1、冷却结构2与密封壳体3之间可以通过螺钉5固定,也可以通过其他的固定方式固定,只要风道结构1、冷却结构2与密封壳体3之间能够密封连接即可。

如图1和图3所示,所述风道本体11的一侧设有安装口113,所述底座251遮盖所述安装口113,所述底座251与所述风道本体11合围形成所述风道,多个所述翅片252平行间隔的设置在所述底座251背离所述支架23的表面上;所述风道被多个所述翅片252分隔成多个直线通道。可以理解地,通过底座251与风道本体11上的安装口113合围使得散热器25与风道本体11之间形成风道,散热器25上的多个平行间隔的翅片252使得风道被分隔成多个直线通道,当周围环境的空气通过进风口111进入风道时,空气被风道内的多个直线通道分流,使得空气在直线通道内直线流通,不会因风道内部空间的空气形成紊乱,而导致风道内部空间的空气滞留在风道内,从而使得风道内部空间的空气以最快的速度通过出风口112排出,达到了更好的散热效果。

在未图示的另一实施例中,所述密闭空间内充入有氮气。氮气中不含水分,将氮气充入密闭空间内,使得密闭空间内不含有水分的载体。这样,冷端铝板上基本不产生冷凝水。因而,在该实施例中,可以取消吸湿材料。

在未图示的另一实施例中,所述密闭空间内形成真空环境,即对密闭空间抽真空。真空环境内空气稀薄,含水量较少,从而可以进一步降低冷端铝板上产生的冷凝水的量。

在未图示的另一实施例中,所述密封壳体也可以是箱体结构,所述主板固定在所述箱体结构内的底壁上。在箱体结构上设置有安装孔,冷端铝板可以穿过安装孔与主板上的发热器件贴合,从而实现发热器件的降温。箱体结构通过底座压紧密封圈而形成密闭空间,从而使密闭空间内的空气与外界流动空气隔绝,降低冷端铝板上产生的冷凝水的量。

在未图示的另一实施例中,风扇为抽风风扇,此时,风扇设置在出风口处,风扇旋转时,周围环境的空气从进风口进入,经过散热器后从出风口处排出,通过风扇旋转将风道内的空气吸出,这样也能使得风道内形成气流,从而及时将散热器上带有热量的空气带走,使散热装置达到更好的散热效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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