专利名称：一种半导体致冷组件专用散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体致冷器件的制造，特别是一种半导体致冷组件专用散热器。
背景技术：
半导体致冷组件在制冷运行时必须对其“热面”采取足够的散热措施，不然的话不仅达不到预计的制冷效果，还会降低半导体致冷组件的使用寿命，严重时由于散热不良还可能导致半导体致冷组件完全失效。
半导体致冷组件的散热方式有多种，最简单的是风冷式散热器，其中最常见的风冷式散热器是“肋片式散热器”。现有的肋片式散热器有三种挤出式、嵌入(包括钎焊)式及铲片式。
图1是现有的挤出式肋片散热器。如图所示，每种规格都需要各自的挤出模具，同时也因为受挤出模具强度的限制，使每英时肋片密度减少，肋片高度/厚度比受到限制，影响散热面积的增加。具体地讲，挤出式散热器加工简单，材料成本低，缺点是每英时肋片密度低(4-6条)；肋片高度/厚度比受挤出模具强度的限制，肋片不能太高，因此影响散热面积的增加；每种规格的散热器都需要用相应的挤出模具，才能挤轧出所需要的散热器型材；用此方式加工的散热器原本用于电力器件的散热，借用于半导体致冷组件的散热，该散热器显得热阻大，散热效果差；由于其成本最低，至今仍被大量使用。
图2是现有的嵌入(包括钎焊式)式肋片散热器。如图所示，嵌入的肋片密度较高，肋片高度/厚度比值大，散热面积可以很大，散热效果好。缺点也很明显由于基板预先要加工(或挤出)很多槽，导致基板厚度加大，增加了材料及加工成本；把单独切割的N个肋片嵌入基板槽内，不光加工复杂，基板和肋片之间接触热阻也比较大，用钎焊虽然可以减少接触热阻，但是进一步加大了加工费用。具体地讲，嵌入式散热器的优点是每英时肋片密度高(6-10条)，肋片高度/厚度比不受限制，热阻较小，散热效果好；缺点是嵌入肋片的基板厚度不能太薄，这既加大了材料费用，又增加了散热器的重量；肋片嵌入(包括钎焊式)的加工方法繁琐，加工费用高；再加上嵌入方式本身决定了肋片与基板之间不是同一体，这多少会影响散热效果；基于上述原因，尽管散热效果好，但是成本高，加工方法繁琐，致使该型散热器很少被使用。
图3是现有的铲片式肋片散热器。如图所示，所有的肋片都是从基板母体上先“铲”后掀起来的，这就完全摆脱挤出模具的限制，每英时肋片数密度高，肋片高度/厚度比值大，散热面积可以很大；但是，由于肋片形状及肋片间缝隙过小，散热效果反不如嵌入钎焊式；基板太厚增加了材料成本，加工费用过高也影响其使用的普遍性。具体地讲，铲片式散热器的优点是每英时肋片数可以很多(10-25)，完全不用挤出模具，整体性好；缺点是肋片间距离过密再加上肋片形状影响了通风散热效果；再加上该散热器加工费用高，散热效果(特别是吸风时)比不上嵌入式的效果，使该型散热器至今也很少被使用。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种半导体致冷组件专用散热器，可以克服现有技术的缺点。针对现有的散热器重量重、散热效果差、加工方法繁琐并且成本高的特点提出的积木式肋片散热片单元的肋片式散热器。本实用新型整体重量轻、散热效果好，并且成本低。该散热器可以和半导体致冷组件、风扇甚至于整个制冷系统的连接。
本实用新型一种半导体致冷组件专用散热器，它包括肋片散热片，其特征在于该专用散热器是由若干条积木式肋片散热片单元、横向导热棒或导热管、紧固夹板与紧固用的铆钉或螺钉和基板组合而成；所述的积木式肋片散热片单元中每个肋片都和基板自成一体；所述的积木式肋片散热片单元有紧固孔和横向导热孔，组合好的积木式肋片散热片横向导热孔插入横向导热棒或导热管，两侧的两个配套的紧固夹板用两条紧固铆钉或螺钉锁紧。
所述的积木式肋片散热片中间的横向导热孔插入横向导热棒或导热管。
所述的铆钉或螺丝钉经由所述的积木式肋片散热片两端的紧固孔锁紧两个紧固夹板。
所述的每个积木式肋片散热片单元都是同样形状和尺寸，每个单元的肋片和基板连成一体，其截面形状都是上部为凹凸不平的高而薄的肋片，便于加大散热面积，下部为凹凸配和的短而厚的基板，便于象积木一样组合成肋片式散热器。
所述的基板面上设置装配孔。所述的两侧的紧固夹板上有风扇装配孔。
所述的积木式肋片散热片和横向导热棒分别为挤压用铝合金制成；所述的横向导热管则为无机介质热管。
本实用新型半导体致冷组件专用散热器的用途是用于半导体致冷组件组合而成的制冷器件和成品的制造以及在发热元器件的散热及热交换器上的应用。
本实用新型是一种全新结构的预制的积木式肋片散热器单元的组合及其特有的紧固、导热的方法。本实用新型是先挤轧出积木式肋片散热器单元型材，接着对专用型材冲孔并切断成积木式零部件；再用两端的工位孔按需要的片数组合积木式肋片单元，按需要插入导热用热棒或热管，配上两侧的紧固夹板，紧固好两端的铆(或螺)钉；加工必要的装配孔，最后铣平致冷组件装配面。
本实用新型是以积木式单元肋片为基础，用最少的模具把加工件如同拼积木一样组合成多种规格的肋片式散热器；每英时肋片密度可选取10-12条，肋片的高度/厚度比没有太大的限制，便于用较少的材料成本获取较大的散热面积；避免嵌入式的缺点，每个肋片都和基板部分本身自成一体；新颖的结构使每个肋片比普通挤出式散热器的肋片薄得多，而组合后散热器基板厚度又比嵌入式或铲片式散热器的基板薄，因而整个散热器重量轻；同样体积的本实用新型散热器其散热效果大幅度超过挤出式散热器，完全不低于嵌入式散热器；新颖的结构使同等散热面积的本实用新型的散热器材料成本低于普通挤出式散热器，加工费用大幅度低于嵌入式和铲片式，略高于全挤出式；本实用新型散热器是集成挤出式和嵌入(或钎焊)式肋片散热器的优点，用最简单的挤出模具大批量生产积木式肋片基板条铝合金型材；再用冲压模冲出一个以上导热孔、两个紧固孔并切成积木式单元；摈弃了嵌入式散热器由于结构落后造成的加工方法的繁杂，通过积木式肋片基板条凹凸配合，很简单地组合成需要的肋片式散热器；在基板条之间埋入横向导热棒或微型热管，进一步改善了横向热场梯度；用最少的材料及加工成本，达到较好的散热效果。
本实用新型的散热器可以预先加工出多个装配孔，便于散热器和半导体致冷组件、风扇甚至于整个制冷系统的连接；在不增加成本的前提下本实用新型散热器优异的散热效果势必替代现有的肋片式散热器，使之成为半导体致冷组件专用散热器之一。
图1是现有的挤出式肋片散热器。
图2是现有的嵌入(包括钎焊式)式肋片散热器。
图3是现有的铲片式肋片散热器。
图4是本实用新型散热器一个实施例的示意图。
图5是本实用新型散热器核心部件积木式肋片散热片单元的主视图。
图6是其积木式肋片散热片单元截面示意图。
图7是本实用新型半导体致冷组件专用散热器一个实施例的主视图。
图8是本实用新型半导体致冷组件专用散热器一个实施例的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明图4是本实用新型散热器一个实施例的示意图。如图所示，1—积木式肋片散热片单元，2—横向导热棒或微型热管，3—紧固用铆钉或螺钉，4—紧固夹板，5—半导体致冷组件装配孔，6—制冷系统装配孔，7—风扇装配孔。
本实用新型核心发明是该种肋片式散热器是由若干条积木式肋片散热片单元拼装组成；每种单元都可以用最简单的挤出模具连续挤轧成专用积木式散热片铝合金型材，图6是其积木式肋片散热片单元截面的示意图，如图所示1A—是积木式肋片散热片单元的肋片部分，1B—是积木式肋片散热片单元的基板部分；每种积木式单元其肋片和基板部分都是同时挤出并自成一体，肋片和基板部分之间的热阻比嵌入式小；该型材截面只有一个肋片及其基板部分，因此肋片高度/厚度比值受挤出模具强度的限制很小，每个肋片条很容易拉制成各种形状的薄板条，同时与之相连的基板部分也很容易拉制成各种独特的凹凸形状，便于拼装成各种规格尺寸的肋片式散热器；再用简单模具对积木式肋片散热片单元型材冲孔并切断成积木式散热片零部件，图5就是积木式肋片散热片单元零部件的主视图，如图所示2A—横向导热棒或热管的插入孔，3A—紧固铆钉或螺钉的插入孔；这些孔既是组合散热器时的工位孔，也是装配孔，其中中间的孔用于插入横向导热的传热棒(或微型热管)，两端的孔用于紧固积木式肋片散热器的铆钉(或螺丝钉)。
本实用新型是先挤轧出积木式肋片散热器单元型材，接着对专用型材冲孔并切断成积木式零部件1；再用两端的工位孔按需要的片数组合积木式肋片单元，按需要插入导热用热棒或热管2，配上两侧的紧固夹板4，紧固好两端的铆(或螺)钉3；加工必要的装配孔5、6、7，最后铣平致冷组件装配面。
图7是本实用新型半导体致冷组件专用散热器一个实施例的主视图。从图例中可以看出，该实用新型散热器只需改变积木式肋片单元条数就可以用同规格的积木式肋片单元拼装成各种规格尺寸的肋片散热器。
图8是本实用新型半导体致冷组件专用散热器一个实施例的俯视图。从图例中可以看出，在该实用新型散热器上可以加工出各种位置及尺寸的装配孔，用于装配半导体致冷组件、风扇，直至整个制冷系统。
权利要求1.一种半导体致冷组件专用散热器，它包括肋片散热片，其特征在于该专用散热器是由若干条积木式肋片散热片单元、横向导热棒或导热管、紧固夹板与紧固用的铆钉或螺钉和基板组合而成；所述的积木式肋片散热片单元中每个肋片都和基板自成一体；所述的积木式肋片散热片单元有紧固孔和横向导热孔，组合好的积木式肋片散热片横向导热孔插入横向导热棒或导热管；两侧的两个配套的紧固夹板用两条紧固铆钉或螺钉锁紧。
2.根据权利要求1所述的半导体致冷组件专用散热器，其特征在于所述的积木式肋片散热片中间的横向导热孔插入横向导热棒或导热管。
3.根据权利要求1所述的半导体致冷组件专用散热器，其特征在于所述的铆钉或螺丝钉经由所述的积木式肋片散热片两端的紧固孔锁紧两个紧固夹板。
4.根据权利要求1所述的半导体致冷组件专用散热器，其特征在于所述的每个积木式肋片散热片单元都是同样形状和尺寸，每个单元的肋片和基板连成一体，其截面形状都是上部为凹凸不平的高而薄的肋片，便于加大散热面积，下部为凹凸配和的短而厚的基板，便于象积木一样组合成肋片式散热器。
5.根据权利要求1所述的半导体致冷组件专用散热器，其特征在于所述的基板面上设置装配孔。
6.根据权利要求1所述的半导体致冷组件专用散热器，其特征在于所述的两侧的紧固夹板上有风扇装配孔。
7.根据权利要求1，其特征在于所述的积木式肋片散热片和横向导热棒分别为挤压用铝合金制成；所述的横向导热管则为无机介质热管。
专利摘要本实用新型涉及一种半导体致冷组件的散热器。它是由若干条积木式肋片散热片单元、横向导热棒或导热管、紧固夹板与紧固用的铆钉或螺钉和基板组合而成；每个肋片和基板部分本身是自成一体的；肋片有紧固孔和横向导热孔，组合好的散热片横向导热孔插入横向导热棒或导热管；紧固夹板用两条紧固铆钉或螺钉锁紧。本实用新型集成了挤出式和嵌入或钎焊式肋片散热器的优点，通过积木式肋片基板条凹凸配合，组合成肋片式散热器，成本低，散热效果好。本实用新型可用于半导体致冷组件组合而成的制冷器件和成品的制造以及在发热元器件的散热及热交换器上的应用。
文档编号H01L23/38GK2769785SQ20042002980
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者赵厚福 申请人:赵厚福