专利名称：分裂翅式散热器的制作方法
背景在电子设备中提供热耦合到电子组件(component)(例如微处理器)的散热器以防止电子组件过热，这是已知的。已经提出形成具有中央芯和大量直的或弯曲翅的散热器，所述翅从所述芯向外延伸。
可以预期，微处理器或者其他电子组件的不断发展会增加对散热器的需求，并且特别需要效率更高的散热器。
图1是根据一些实施方案的散热器透视图。
图2是图1散热器的俯视图。
图3是根据一些加工图1散热器的实施方案所提供的挤压模的俯视图。
图4是根据一些实施方案的电子系统的示意性的、部分分解的侧视图。
具体实施例方式
图1是根据一些实施方案的散热器10的透视图。图2是散热器10的俯视图。散热器10包括一般为圆柱形的芯12，以及从芯12向外延伸的弯曲翅14。芯12具有由图1中的虚线16所示的中央轴。翅14的曲率是这样的，即翅14各自的曲率轴(axes ofcurvature)平行于中央轴16。
每个翅14分裂，使得在各自的翅14的向外部分20处被分成一对齿18。每个翅14分裂成它的齿18是发生在分叉点22处，分叉点22例如可以在沿翅14长度的大约中途处。每个翅14具有根部24，其出现在从芯12向外的方向，并且每个齿18具有根部26，其出现在从所述齿各自的翅14的分叉点22向外的方向。每个齿18还在与齿根部26相反的一端具有顶端(tip)28。对于每个翅14，可以认为其各自的齿18的顶端28还是所述翅本身的双顶端。翅14的长度可以认为是沿翅14从翅的根部24到它的两个齿18的一个或另一个顶端28的曲线距离。在一些实施方案中，如图1和2所示，每个翅14的分叉点22可以基本上在翅14的根部24和翅14的齿18的顶端28之间的中途处。因此，在一些实施方案中，齿18的长度可以基本上为翅14全部长度的50％。换句话说，齿18长度与翅14长度的比率可以基本上为0.5∶1。
每个翅14具有凸表面30，凸表面30从翅14根部24延伸到翅14的齿18其中一个的顶端28。每个翅14还具有凹表面32，凹表面32与凸表面30相对(opposite)并且从翅14的根部24延伸到翅14的另一个齿18的顶端28。分享翅14的凸表面30的齿18具有内表面34，内表面34与凸表面30沿径向向外的部分相对。分享凸表面的齿的内表面34为凹表面。分享翅14的凹表面32的齿18具有内表面36，内表面36与凹表面32沿径向向外的部分相对。分享凹表面的齿的内表面36为凸表面。
可以观察到邻近的一对翅14定义这对翅之间的弯曲的间隙38。特定翅14的两个齿同样定义二者之间弯曲的间隙40。通常在径向从芯12向外延伸的间隙38的长度本质上与翅14的长度相同。通常在径向从各自的翅14分叉点22向外延伸的间隙40的长度本质上与齿18的长度相同。从而，在图1和2中所示的示例性实施方案中，间隙40的长度基本上为间隙38长度的一半。
在一些实施方案中，所有的翅14具有彼此基本上相同的长度。在一些实施方案中，所有的齿18具有彼此基本上相同的长度。在一些实施方案中，由邻近的翅14对定义的所有间隙38具有彼此基本上相同的长度。在一些实施方案中，定义在一个翅14的两个齿18之间的所有间隙40具有彼此基本上相同的长度。
在一些实施方案中，翅14的数目总共可以为50，如图1和2所示。可替换地，翅14的数目可以变化。例如，翅的数目可以在30-80的范围中。
在一些实施方案中，形成于每个翅中的齿的数目为2，如图1和2所示。可替换地，形成在每个翅中的齿的数目可以为3或更多。
在一些实施方案中，所有的翅被分成相同数目的齿(例如，在图1和2中所示的示例性实施方案中为2个)。可替换地，齿的数目可以从一个翅到另一个翅进行变化。例如，一些翅可以具有两个齿，而其他的翅具有三个或更多个齿。作为另一种替换，一些翅可以分裂成两个或更多个齿，而其他的翅不分裂。
在一些实施方案中，翅14沿其长度都为弯曲的(curved)，如图1和2中所示。可替换地，翅可以仅仅沿其部分长度为弯曲的，并且沿其剩下的长度部分可以为直的。例如，翅可以直到其分叉点22都为弯曲的，并且可以在每个翅的齿的区域中为直的。作为另一种替换，翅可以直到其分叉点都为直的，并且可以在每个翅的齿的区域中为弯曲的。如果翅同时具有弯曲和直的部分，两部分之间的过渡点不一定在分叉点。如果翅不是沿其长度一直为弯曲的，那么非弯曲部分可以被弯折(bent)。即，非弯曲部分可以包括形成一个或多个角度的两个或更多个直的分段。作为其他替换，翅可以整个为直的，或者可以被弯折而没有任何弯曲部分，或者可以向外分枝而没有任何弯曲。
在一些实施方案中，如图1和2所示，齿长度与翅总长度的比率可以基本上为0.5∶1。即，在所图示的实施例中，齿长度基本上为翅总长度的50％。但是，这个比率或百分比在其他实施方案中可以改变。例如，齿长度与翅总长度的比率可以在0.3∶1至0.7∶1的范围中。即，齿长度可以在每个翅长度的30％至70％的范围中。齿不一定都为相同的长度，并且翅不一定都为相同的长度。
在图1和2所示的示例性实施方案中，芯12具有圆形(圆柱形)结构。可替换地，芯12可以具有其他结构，包括椭圆结构或者矩形结构。作为另一个替换，该芯可以成形为“半矩形(semi-rectangle)”，也就是，具有稍微弯曲的边以及圆角的四边形。
在一些实施方案中，散热器10可以具有以下尺寸高度可以基本上为37mm，并且宽度(“翼展(wingspan)”)可以基本上为90mm。芯12的内径可以基本上为30mm，以及芯的壁厚度可以基本上为2.5mm。每个翅的总长度可以基本上为27mm。(假定齿长度基本上为翅长度的50％，齿的长度就可以基本上为13.5mm。)翅14的厚度可以基本上为1.0-1.3mm。齿的厚度可以基本上为0.6至0.7mm。翅的曲率半径可以基本上为20mm。
在其他实施方案中，可以改变上述给定尺寸中的一个或多个。
翅在它们各自根部的厚度(其可以在上述给定的范围内)，可以比在常规的径向翅散热器中的厚，反映出图1和2的实施方案的每个翅根部适合于一对能够比常规的非分裂式翅耗散更多热量的齿。
散热器10的结构在垂直方向上可以基本上一致，以允许由如下所述的挤压工艺来形成散热器。即，散热器10的结构可以是这样的垂直于中央轴16所得到的所有散热器10的剖面彼此完全相同。
翅14可以这样设置翅14之间所定义的间隙38具有从齿18的顶端28到翅14的根部24基本上无改变的宽度。这可以通过齿18的分枝或者展开来实现。因为间隙38的宽度沿其长度基本上无改变，空气压力沿该间隙的下降可以比在常规径向翅散热器中的低，由此，允许空气更有效率地到达图1和2所示散热器的翅根部24。从热交换的观点来看，根部是翅最有效率的部分，因此可以增强散热器10的总热交换效率。
散热器10的热交换效率通过将翅14分裂成齿18所提供的额外表面积而进一步增强。
芯12被图示为中空的并且定义中央圆柱形腔42。可替换地，腔42可以略去，使得该芯成为基本上实心的圆柱体。
图3为根据加工图1和2的散热器10的一些实施方案所提供的挤压模100的俯视图。挤压模100包括一般为圆柱形的环(collar)102，以及从环102向内延伸的多个第一舌状物(tongue)104。第一舌状物104例如可以是弯曲的，如图4所示，并且可以彼此长度相同。挤压模100还包括多个第二舌状物106，第二舌状物106比第一舌状物104短，从环104向内延伸，并且与第一舌状物104交替。例如，第一舌状物104和第二舌状物106可以这样安排使得第一舌状物104的每一邻近对之间有第二舌状物106，并且使得第二舌状物106的每一邻近对之间有第一舌状物104。第二舌状物106可以都是弯曲的，并且可以都彼此长度相同。如上所指，第二舌状物106的共同长度可以比第一舌状物104的共同长度短。
第一舌状物104的功能是定义散热器翅之间(inter-fin)的间隙38(图2)。第二舌状物106的功能是定义散热器齿之间(inter-tine)的间隙40。正如从上面对散热器的讨论可以意识到的那样，第二舌状物106的共同长度与第一舌状物104的共同长度的比率可以在0.3∶1至0.7∶1的范围中；在图3所示的示例性实施方案中，那个比率基本上为0.5∶1，使得第二舌状物106的共同长度基本上为第一舌状物104的共同长度的一半。
如上面所注意到的关于散热器的描述，散热器的翅14根部24(图2)相对较厚。这种设计相对于用来挤压出所述散热器的工艺来讲是有利的，因为翅14根部24的厚度相当于第一舌状物104的端110之间所定义的通道(channel)108(图3)宽度。因为通道108相对较宽，被挤压材料中的压力在其流过通道108时降低，这降低了施加到第一舌状物104的端110的力量，由此降低了模100破裂的风险。
在一些实施方案中，形成散热器的工艺包括提供挤压模(extrusion die)(例如图3的模100)，并且通过该挤压模挤压出一定量的导热金属。该金属例如可以是铝。可替换地，该金属可以是铜或者任何其他适当的导热金属或金属合金。如此，图1和2的散热器可以用导热材料形成为整体。
图4是根据一些实施方案的电子系统200的示意性的、部分分解的侧视图，电子系统200结合有图1和2的散热器。
电子系统200例如可以是个人计算机，并且可以包括常规的壳(housing)202。壳202可以是常规的“迷你塔”(mini-tower)形状。电子系统200还包括安装在壳202中的基底(substrate)204。基底204可以是常规的电路板。
电子系统200还包括电子组件206，电子组件206被安装到基底204，并且可以是常规封装的IC。例如，电子组件206可以是处理器(例如，任何类型的计算电路)，包括但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算(CICS)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、图形处理器、数字信号处理器(DSP)或者任何其他类型的处理器或处理电路。
电子系统200还包括散热器10，例如图1和2所示的散热器，或根据上文描述的其他散热器实施方案所提供的散热器。根据常规惯例，散热器10可以安装在壳202中并且热耦合到电子组件206。
电子系统200还可以包括风扇208，风扇208可以放置在壳202中以将空气导向散热器10。
电子系统200还可以包括未在图中示出的多个其他组件。例如，电子系统200可以包括芯片集和/或通信电路，芯片集和/或通信电路可以功能性地耦合到电子组件206，并且可以被安装在基底204上。还可以将其他组件安装在基底204上和/或功能性地耦合到电子组件206。在这些电子组件中可以是数字交换电路、射频(RF)电路、存储电路、定制电路、专用集成电路(ASIC)、放大器，等等。还可以包括在电子系统200中并且安装在基底204上和/或壳202中的其他组件(未示出)是一个或多个存储单元形式的外部存储器，例如RAM(随机访问存储器)和/或ROM(只读存储器)，一个或者多个硬盘驱动器和/或一个或者多个处理可移动介质(例如软盘、致密盘(CDs)、数字视盘(DVDs)等等)的驱动器。所有这些组件可以功能性地耦合到电子组件206。
还有可以包括在电子系统200中但在壳202外部的其他组件(未示出)，例如显示装置、一个或者多个扬声器，以及键盘和/或控制器，它们可以包括鼠标、跟踪球(trackball)、游戏控制器、语音识别装置或者允许用户把信息输进电子系统200和/或从电子系统200接收信息的任何其他装置。这些装置的每一个也可以功能性地耦合到电子组件206。
应该可以理解，结合有散热器10的电子系统200不一定是个人计算机，但是可以可替换地，例如可以为服务器计算机或者游戏装置。
在此公开的分裂翅式散热器在热量耗散方面可以比现有技术散热器更有效率，所述现有技术散热器包括具有被分裂到其长度的20％或更少的程度的直翅的现有技术散热器，其中分裂部分具有直角或“L”结构以便于风扇的安装。
在此描述的几个实施方案只是出于举例说明的目的。在此描述的各种特征不一定都在一起使用，并且这些特征的任何一个或多个可以组合在一个单独的实施方案中。所以，本领域的技术人员从该描述中可以认识到，通过各种修改和变化可以实施其他实施方案。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一种散热器包括空心的芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿，至少一些所述翅中的每一个具有弯曲表面，所述弯曲表面面朝着所述翅中的一个相邻的翅；其中所述芯和翅被形成为整体。
2、如权利要求1的散热器，其中所有所述翅具有彼此基本上相同的长度，并且所有所述齿具有彼此基本上相同的长度。
3、如权利要求2的散热器，其中每个齿的所述长度与每个翅的所述长度的比率在0.3∶1至0.7∶1的范围内。
4、如权利要求1的散热器，其中所述多个翅包括数目在30-80范围内的许多个翅。
5、如权利要求4的散热器，其中总共50个翅从所述芯延伸出来。
6、如权利要求1的散热器，其中每个翅分裂成总共两个齿。
7、如权利要求1的散热器，其中所述芯具有中央轴，并且每个翅具有平行于所述中央轴的曲率轴。
8、一种散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个所述翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿；其中，所述芯具有中央轴，并且垂直于中央轴所得到的所述散热器的所有剖面彼此完全相同；并且所述芯和翅被形成为整体。
9、如权利要求8的散热器，其中所有所述翅具有彼此基本上相同的长度，并且所有所述齿具有彼此基本上相同的长度。
10、如权利要求8的散热器，其中所述多个翅包括数目在30-80范围内的许多个翅。
11、如权利要求10的散热器，其中总共50个翅从所述芯延伸出来。
12、如权利要求8的散热器，其中每个翅分裂成总共两个齿。
13、如权利要求10的散热器，其中所述芯具有中央轴，并且垂直于中央轴所得到的所述散热器的所有剖面彼此完全相同。
14、一种电子系统包括基底；安装在所述基底上的电子组件；以及热耦合到所述电子组件的散热器，所述散热器包括空心的芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿，至少一些所述翅中的每一个具有弯曲表面，所述弯曲表面面朝着所述翅中的一个相邻的翅；其中所述芯和翅被形成为整体。
15、如权利要求14的电子系统，其中所述基底是电路板。
16、如权利要求14的电子系统，其中所述电子组件是微处理器。
17、如权利要求14的电子系统，其中所述系统是个人计算机。
18、一种电子系统包括基底；安装在所述基底上的电子组件；以及热耦合到所述电子组件的散热器，所述散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿；其中，所述芯具有中央轴，并且垂直于中央轴所得到的所述散热器的所有剖面彼此完全相同，并且所述芯和翅被形成为整体。
19、如权利要求18的电子系统，其中所述基底是电路板。
20、如权利要求18的电子系统，其中所述电子组件是微处理器。
21、如权利要求18的电子系统，其中所述系统是个人计算机。
22、一种形成散热器的方法，包括提供挤压模，所述挤压模包括多个向内延伸的、都具有第一长度的第一舌状物，以及多个向内延伸的、与所述第一舌状物交替的第二舌状物，所述第二舌状物都具有比所述第一长度短的第二长度，所述挤压模的所述第一舌状物的总数与所述挤压模的所述第二舌状物的总数基本上相同；以及通过所述挤压模挤压一定量的导热金属。
23、如权利要求22的方法，其中所述第一和第二舌状物是弯曲的。
24、如权利要求22的方法，其中所述第二长度与所述第一长度的比率在0.3∶1至0.7∶1的范围内。
25、如权利要求24的方法，其中所述第二长度基本上为所述第一长度的一半。
26、如权利要求24的方法，其中所述第一和第二舌状物是弯曲的。
27、如权利要求22的方法，其中所述金属包括铝。
权利要求
1.一种散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿。
2.如权利要求1的散热器，其中所有所述翅具有彼此基本上相同的长度，并且所有所述齿具有彼此基本上相同的长度。
3.如权利要求2的散热器，其中每个齿的所述长度与每个翅的所述长度的比率在0.3∶1至0.7∶1的范围内。
4.如权利要求1的散热器，其中所述多个翅包括数目在30-80范围内的许多个翅。
5.如权利要求4的散热器，其中总共50个翅从所述芯延伸出来。
6.如权利要求1的散热器，其中每个翅分裂成总共两个齿。
7.如权利要求1的散热器，其中所述芯和翅被形成为整体。
8.如权利要求1的散热器，其中所述芯具有中央轴，并且每个翅具有平行于所述中央轴的曲率轴。
9.如权利要求1的散热器，其中所述芯具有中央轴，并且垂直于中央轴所得到的所述散热器的所有剖面彼此完全相同。
10.一种散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，并且每个所述翅分裂成多个齿，每个所述齿具有在各自所述翅总长度的30％-70％范围内的长度。
11.如权利要求10的散热器，其中所有所述翅具有彼此基本上相同的长度，并且所有所述齿具有彼此基本上相同的长度。
12.如权利要求10的散热器，其中所述多个翅包括数目在30-80范围内的许多个翅。
13.如权利要求12的散热器，其中总共50个翅从所述芯延伸出来。
14.如权利要求10的散热器，其中每个翅分裂成总共两个齿。
15.如权利要求10的散热器，其中所述芯和翅被形成为整体。
16.如权利要求10的散热器，其中所述芯具有中央轴，并且垂直于中央轴所得到的所述散热器的所有剖面彼此完全相同。
17.一种电子系统包括基底；安装在所述基底上的电子组件；以及热耦合到所述电子组件的散热器，所述散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，所述翅至少是部分弯曲的，并且每个翅分裂成多个从所述芯延伸出去的齿。
18.如权利要求17的电子系统，其中所述基底是电路板。
19.如权利要求17的电子系统，其中所述电子组件是微处理器。
20.如权利要求17的电子系统，其中所述系统是个人计算机。
21.一种电子系统包括基底；安装在所述基底上的电子组件；以及热耦合到所述电子组件的散热器，所述散热器包括芯；以及多个从所述芯向外延伸的翅，并且每个所述翅分裂成多个齿，每个所述齿具有在各自所述翅总长的30％-70％范围内的长度。
22.如权利要求21的电子系统，其中所述基底是电路板。
23.如权利要求21的电子系统，其中所述电子组件是微处理器。
24.如权利要求21的电子系统，其中所述系统是个人计算机。
25.一种形成散热器的方法，包括提供挤压模，所述挤压模包括多个向内延伸的、都具有第一长度的第一舌状物，以及多个向内延伸的、与所述第一舌状物交替的第二舌状物，所述第二舌状物都具有比所述第一长度短的第二长度；以及通过所述挤压模挤压一定量的导热金属。
26.如权利要求25的方法，其中所述第一和第二舌状物是弯曲的。
27.如权利要求25的方法，其中所述第二长度与所述第一长度的比率在0.3∶1至0.7∶1的范围内。
28.如权利要求27的方法，其中所述第二长度基本上为所述第一长度的一半。
29.如权利要求27的方法，其中所述第一和第二舌状物是弯曲的。
30.如权利要求25的方法，其中所述金属包括铝。
全文摘要
一种从电子组件散逸热量的散热器包括芯以及多个从所述芯向外延伸的翅。所述翅可以是至少部分弯曲的。每个翅可以分裂成多个从所述芯延伸出去的齿。
文档编号H01L21/48GK1757107SQ200480005644
公开日2006年4月5日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年3月13日
发明者凯坦恩·萨赫 申请人:英特尔公司