专利名称：散热器及使用该散热器的散热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种散热器和使用该散热器的散热装置，更具体的是，涉及一种由多个薄散热片形成的具有非常大散热面积的散热器，和一种散热器安装在风管中因此风扇产生的风被引进到风管中以提高散热效率的散热装置，而且可弹性的保留将散热器压向发热源上的力。
背景技术：
散热器是发热物体如电子元件或器件的冷却器件，它吸收这类物体发出的热量并把吸收的热量散发到空气中。电子元件如中央处理器(CPU)、电热元件、视频图形阵列(VGA)卡和功率管在使用中产生大量的热。当电子元件的温度超过一定值，电子元件就会产生故障或者更差的情况是完全摧毁。由于上述原因，散热器常用来安装到发热源上以把热量散发到空气中。
随着科技的发展，近年来多种电子元件或器件高度集成和小型化。因此，尽可能增大散热片面积和缩短散热器中热传导路径的技术提上日程。通过这些技术，可减小散热器的尺寸同时提高散热效率。然而，传统的生产过程中，传统散热器的散热片不能制作得足够薄以提高散热效率。而且，传统生产方法的生产成本较高。
散热器通常与风扇安装在一起以提高散热效率。例如，风扇安装在散热器上面，从上向散热器吹风从而冷却散热器。尽管冷风用风扇吹向散热器，但大部分冷风被反射掉，因此只有很少量冷风被用来冷却。考虑到对在使用中产生大量热的高性能和高度集成电子元件渐增的需求，就需要一种能够充分散发这类电子元件产生的热量的有效的冷却机构。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有较高的散热效率的散热器，其中多个叠层排列的薄散热器片相互紧密地结合在一起因而呈放射状展开，因此热传导路径随着散热面积的增大而缩短。
本发明的另一目的是提供一种使用本散热器的散热装置，其中散热器安装在风管中，来自于风扇的风被引入到风管来进一步提高散热效率。
本发明的另一目的是提供一种使用本散热器的散热装置，其中散热器与发热源之间的结合力可弹性调节，因此散热器与发热源的表面平坦接触，并且在受到外部冲击后散热器仍能与发热源紧密接触。
为实现本发明的目的，提供了一种吸收从发热源发出热量的散热器，该散热器与发热源相接触并把吸收的热量散发到空气中，该散热器包括多个薄片状的散热器片，且每片都有与发热源的上表面相接触并垂直于该表面以吸收从发热源发出热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其中多个散热器片叠层排列，各散热器片的吸热部分紧密地结合在一起，因此吸热部分形成散热器叠层的中心且各个散热器片的散热部分从中心呈放射状伸出使散热器形成椭圆柱形状。
在一个实施例中，本发明提供的散热器包括多个薄片形状的散热器片，且每片都有与发热源的上表面相接触并垂直于该表面以吸收从发热源发出热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，每片散热器片的上部被裁剪出预定的形状从而使组合后的上部轮廓从散热部分向下倾斜到吸热部分，其中多个散热器片叠层排列，各个散热器片的吸热部分用一对压紧块紧密地结合在一起，因此吸热部分形成散热器叠层的中心且各个散热器片的散热部分从中心呈放射状展开使散热器形成上部中心凹陷的椭圆柱形状。
为实现以上的目的，本发明还提供一种散热装置包括具有多个薄片形状散热器片的散热器，且其每片都有与发热源的上表面相接触并垂直于该表面以吸收从发热源发出热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其中多个散热器片叠层排列，各个散热器片的吸热部分紧密地结合在一起，因此吸热部分形成散热器叠层的中心且各个散热器片的散热部分从中心呈放射状展开使散热器形成椭圆柱形状；散热器安装在其中以引导冷风吹过散热器的风管，风管的高度小于散热器使风管的下端和印刷电路板之间留有预定的缝隙；和安装在风管上部以便通过往风管里吹风来强制冷却散热器的风扇。
或者，根据本发明的散热装置可包括接合在座框上的安装套管，其中安装套管围绕固定到印刷电路板上的发热源并具有从周围突出的连接支撑，安装套管具有可分离地接合于座框的各连接支撑的连接腿和中心允许冷风通过的风管；安装在风管内与发热源上表面相接触以散发发热源产生的热量的散热器；把散热器向发热源弹性压下同时支撑于安装套管上的弹性压紧元件；及安装在安装套管上以将冷风吹进风管的风扇。
图1是安装在印刷电路板(PCB)上的根据本发明散热装置的第一个优选实施例的透视图；图2是一个分解视图，展示了图1散热装置的结构；图3是应用于图1散热装置的散热器例子的分解视图，其中只显示了几个散热器片；图4是一个平面视图，展示了散热器片叠层排列且压紧块与叠层相接触的状态；图5A是按图3组装的完整的散热器被部分切除的透视图；图5B是图5A散热器的倒转透视图；图6是应用于图1散热装置散热器的另一例子的分解视图，其中只展示了几个散热器片；图7是一个平面图，展示了散热器片和垫片轮流叠放到各自之上，如图6所示，且压紧块与叠层相接触的状态；图8A是图1散热装置弹性连接器一个例子的截面图，弹性连接器把散热装置弹性连接到PCB上；图8B是图1散热装置弹性连接器另一例子的截面图，弹性连接器把散热装置弹性连接到PCB上；图9是一个部分切除的透视图，说明图1散热装置的工作和把散热装置安装到PCB上的一种方法；
图10是应用于根据本发明散热装置的第二优选实施例散热器例子的透视图；图11是图10散热器的倒转透视图；图12展示了图10散热器的一个散热器片；图13是图10散热器的分解视图，其中只展示了几个散热器片；图14说明了图10散热器的散热机理；图15是一个分解的透视图，说明了采用图10散热器的例子；图16是应用于根据本发明散热装置的第二优选实施例散热器单个散热器片的另一例子的透视图；图17是包括结构如图16所示的多个散热器片的完整散热器部分切除的透视图；图18是一个分解透视图，说明了根据本发明的第二优选实施例散热装置的结构；图19是图18散热装置的安装套管与座框相连接的连接结构的透视图；图20是一个透视图，说明了连接到安装套管上以组装图18散热装置的散热器；图21是根据本发明散热装置的第二实施例部分切除的透视图；及图22是应用图17散热器的根据本发明第二实施例的另一散热装置的部分切除透视图。
具体实施例方式
根据本发明的散热器由多个薄散热器片层叠而成，散热器片相互之间紧密连接，这样它们就呈辐射状展开以增加散热面积。结果，随着散热面积的增大，散热器的热传导路径就缩短了，从而提高散热效率。根据本发明的散热装置包括内部安装有散热器的风管，这样风扇产生的冷风可被导引到散热器上，从而进一步提高散热效率。而且，通过把散热器弹性支撑到发热源上，在受到外部冲击后散热器仍能连接在发热源上。
图1是安装在印刷电路板(PCB)上的根据本发明散热装置优选实施例的透视图。如图1所示，在散热装置11支撑在上面装有发热元件的PCB“C”上的状态下，散热装置11把电子元件如中央处理器(CPU)发出的热量散发掉。
散热装置11包括椭圆柱状散热器35，其位于电子元件“H”(也是指发热源)的顶部并与之接触且垂直(见图2)，内部装有散热器35的风管15，以及安装在风管15顶部的风扇13。
辅管21根据需要可插入到风管15和风扇13之间。辅管21密封风管15周边和风扇13壳体之间的缝隙以引导来自于风扇的冷风没有泄漏地进入风管15。在本实施例中，辅管21形状象垫圈，如图2所示。
散热器35的高度h1(见图2)大于风管15的高度h2(见图2)。结果，当风扇13安装到风管15的顶部且散热器35安装到风管15内后，散热器35的底部以高度差h1-h2从风管15中向外伸出。就是说，风管15的底部与PCB“C”之间以高度差h1-h2的间隙间隔开。
风管15与PCB“C”之间的间隙形成风通道19以便在风扇运转时使气流能够流入和流出风管15。例如，如果风扇13运转使气流从风管15吸入，气流就通过风通道19进入风管15。如果风扇13运转强制气流流入风管15，来自于风扇的气流就经过散热器35通过风通道19流出风管15。
八个竖直通孔29和30成对形成于风管15外围。对PCB“C”施加弹性力并使风管15通过弹性力能够保持在PCB“C”上且与其垂直的弹性连接器安装在各竖直通孔29或30内。
弹性连接器对PCB“C”施加预定弹性力以保证散热器35和发热源“H”之间紧密接触。弹性联接器使散热器35与发热源“H”整个表面垂直并紧密接触，且即便在受到强烈冲击时仍保持发热源固定不动。该弹性联接器在下文中将参照图8A和8B进行描述。
图2是一个分解图，展示了图1散热装置的结构。参照图2，散热装置11包括安装在发热源“H”上的椭圆柱状散热器35，弹性支撑于并垂直于PCB“C”且内部装有散热器35的风管15，安装在风管15上的辅管21，和固定于辅管21上部的风扇13。
椭圆柱形状的散热器35的形成是通过紧密连接叠层排列的多个散热器片16和17的吸热部分73(见图3)，这样散热部分75(见图3)就呈放射状伸展开。各散热器片的吸热部分73形成散热器的中心，且散热部分75从吸热部分73向外伸展，使散热器形成椭圆柱形状。散热器35的底面与发热源“H”上表面接触并垂直，因此发热源“H”产生的热量向上和径向传输到各散热器片16和17的表面。
标号37指的是压紧块。如图3所示，压紧块37呈梯形柱形状。两压紧块37靠近散热器片16和17叠层的吸热部分73(见图3)，并向内压紧以使吸热部分73相互紧密连接。考虑到生产率的话，压紧块37可做成长方体而不是梯形柱。在这种情况下，就需要用比施加在梯形柱压紧块上更大的力来使散热部分75伸展开来。散热器35的结构和加工散热器35的方法将在下文中参照图3到7更详细地描述。
一对散热器夹柱90从风管15内圆周上面对面伸出，且在各散热器夹柱90上沿长度方向有两个孔41。四个固定螺钉23通过孔41横向插入到风管15中并拧入到散热器35的压紧块37上的各个螺纹孔53(见图5A)内。当各固定螺钉23通过对应的孔41拧入到对应的螺纹孔53内时，散热器35就被紧固到风管15上。
安装到风管15上的辅管21把风扇13和风管15的周边之间的缝隙密封起来防止风扇13吹出的风泄漏，如图9所示。或者，辅管21和风管15可制作成一个整体。例如，若用注塑技术来制造风管15，优选把辅管和风管15制作成整体。
辅管21制作成中心有圆孔的平面部件，与风管15顶部轮廓共形的辅管21的边缘上有螺纹孔45。辅管21的中心孔对应于风扇13的风通道。
四个螺纹孔43形成于风管15的上表面。四个螺钉77通过风扇13的边缘和辅管21上对应的螺纹孔45拧入螺纹孔43内，这样风扇13就被紧固到风管15上。
竖直通孔29和30成对形成于风管15外围上的四个位置。压紧螺钉25，套在压紧螺钉25上的弹簧67，和与压紧螺钉25啮合的连接杆31插入到各个竖直通孔29或30中。如图8A所示，支撑突起69形成于各竖直通孔29和30的内壁。连接杆31的末端和压紧螺钉25通过各竖直通孔29或30啮合在一起。弹簧67相对于支撑突起69向上弹性支持压紧螺钉25(见图8A)。
圆柱形状的连接杆31在一端具有螺纹孔33，在另一端具有支撑头39。连接杆31插入到PCB“C”的各安装孔49或50中，从PCB“C”底面贯穿到顶面，并向上推。这时，连接杆31的支撑头39仍在PCB“C”的底面，并向上支撑PCB“C”。当压紧螺钉25拧入到连接杆31的螺纹孔33内时，风管15就通过弹簧67的弹力弹性连接于PCB“C”上。
尽管在本实施例中，只有一对竖直通孔29和30形成于围绕在风管15周围的四个位置，更好的是围绕风管15形成更多竖直通孔。风管15的竖直通孔29和30位于各自对应于PCB“C”上的安装孔49和50的位置。内安装孔49对应于包含AMD CPU的Via KT133芯片组的PC主板上的安装孔。外安装孔50对应于如Intel的Pentium4 CPU主板上的安装孔。比竖直通孔30更接近风管15的竖直通孔29与内安装孔49相匹配，且竖直通孔30与外安装孔50相匹配。因此，根据本发明的散热装置适用于两种主板。而且，通过改变风管15外围的形状，根据本发明的散热装置可适用于任何尺寸和规格与前面描述的两种主板都不同的PCB。
图3是应用于图1散热装置的散热器例子的分解视图，其中只展示出几个散热器片。参照图3，散热器包括多个散热器片16和17，和把多个散热器片16和17相互紧密结合在一起的两个压紧块37。各散热器片16和17是由金属薄片制成的散热片。散热器片16和17及根据本发明的第二实施例将在下文描述的散热器片154和180(见图12和16)，可用热传导性好的已知金属制成，如铜(Cu)，铝(Al)或铝合金。散热器片16，17，154和180根据需要可用银(Ag)制成。
每个散热器片16和17都包括吸热部分73和从吸热部分伸出的散热部分75。四个孔59沿长度方向形成于吸热部分73上。四个孔59中有两个用作连接风管15，参照图2所描述的那样。因此，如果只有散热器35而没有风管15安装到发热源上，那么每个吸热部分73上沿长度方向只需要两个孔59。与发热源“H”顶部形成接触面61的吸热部分73的底面是平的，以便保证与发热源47的整个顶部紧密接触，如图5B所示。
对于两个相邻的散热器片16和17，如图3所示，散热片16的散热部分75从吸热部分73的右边伸出，而散热片17的散热部分75从左边伸出。因此，当多个散热器片16和17依次层叠起来，散热器片16和17的散热部分75就以交错的形式伸出，即依次向右和向左。
每个散热器片16和17吸热部分73边侧以预定的宽度折叠形成折叠部分57。有预定厚度的折叠部分57在相邻散热器片16和17之间形成间隙。当通过与最外面的散热器片16和17的吸热部分相接触的压紧块37对每片都具有折叠部分57的散热器片16和17的吸热部分73施加压力时，各散热器片16和17的散热部分75就通过施加在折叠部分57上的力呈放射状展开，形成柱状散热器35，如图5A和5B所示。
各散热器片16和17的散热部分75相互以预定的位移展开。当各散热器片16和17叠层的吸热部分73用压力紧固起来后，散热部分75展开的位移就与折叠部分57的厚度有关。尽管在本实施例中，吸热部分73只折叠了一次，更好的是，吸热部分73折叠两次或三次。
压紧块37与最外层的散热器片16和17的吸热部分73相接触并压紧散热器片叠层。每个压紧块37有两个拧入固定螺钉23(见图2)的螺纹孔53，和两个与散热器片16和17上的两个孔59相通并用于连接压紧块37和散热器片16和17的通孔51。
为了用压紧块37压紧叠层排列的各散热器片16和17，可采用螺栓或铆钉。当把螺栓(未示出)插入到通过压紧块37的通孔51和散热器片16和17的孔59中后，从另一压紧块37的通孔51伸出的螺栓拧入到螺母(未示出)中，因此各散热器片16和17就被压紧块37连接到一起。或者，在把铆钉(未示出)插入到通过压紧块37的通孔51和散热器片16和17的孔59后，从另一压紧块37的通孔51伸出的铆钉末端被敲打形成铆钉头，因而形成完整的散热器。
图4是一个平面图，展示了散热器片16和17叠层排列，如图3所示，压紧块与叠层相接触的状态。参照图4，各散热器片16和17都有折叠部分57，各散热器片16和17根据折叠部分57的厚度间隔开一定距离。当与最外层的散热器片16和17相接触的压紧块37沿F方向压紧，散热器片16和17的散热部分75就伸展形成完整的散热器，如图5A和5B所示。
图5A是按照图3和4说明的那样组装起来的完整的散热器部分切除的透视图，图5B是图5A散热器倒转的透视图。如图5A和5B所示，散热器片16和17的吸热部分通过压紧块37互相压紧和连接在一起。压紧块37用尽可能大的力压紧在一起，这样两压紧块互相接近并固定在散热器片16和17的吸热部分73，因此各散热器片16和17的散热部分75呈辐射状展开。
标号55指的是充当压紧块37连接器件的螺栓。尽管本实施例中连接器件采用螺栓55，更好的是用已知铆钉和其他连接器件代替螺栓55来把压紧块37连接到散热器片16和17上。尽管本实施例中压紧块37在通孔51周围有用来容纳螺栓55头部的凹槽(未示出)，如图5A所示，压紧块37可经过设计使连接器件的头部向外突出以简化生产过程。
如图5B所示，散热器35吸热部分的底部是平的以保证与发热源“H”的整个表面紧密接触。
图6是应用于图1散热装置的另一散热器例子的分解视图，其中只展示出几个散热器片。与图3中有相同作用的元件用相同的标号指出。参照图6，散热器包括多个叠层排列的散热器片18，多个插在相邻散热器片之间的垫片63，和一对用于把散热片互相压紧的压紧块37。
散热器片18由薄片金属制成。用来制造图3中的散热器片16和17的相同材料可被选来制造散热器片18。每个散热器片18在中央都有吸热部分73，和一对从吸热部分73对称伸出的散热部分75。吸热部分73和对应的一对散热部分形成一个单一整体。四个孔59沿长度方向形成于吸热部分73上。四个孔59中的两个用来连接风管15，参照图3如前面的实施例所描述的那样。
垫片63由金属薄片制成，且一个垫片的尺寸对应于吸热部分73的尺寸。每个垫片63的两边都折叠起来形成折叠部分65。折叠部分65互相平行。折叠部分65的作用与图3中折叠部分57的作用相同。当压紧块37被压紧，压紧块就在散热器片18和垫片63的叠层位于它们之间的状态下互相靠近，施加到折叠部分57的力传输到相邻散热器片18的散热部分75，因此各散热器片18的散热部分75呈放射状展开，如图5A和5B所示。
图7是一个平面图，展示了在压紧块37挤压形成完整的散热器之前，散热器片18和垫片63依次互相叠放如图6所示的状态。参照图7，各散热器片18用垫片63相互隔开预定的距离。因为每个垫片63只折叠一次，相邻散热器片18之间的距离就是一个垫片63厚度的两倍。垫片63可折叠多次。
当压紧块37与最外层的散热器片18的吸热部分相接触，并被压向散热器片18和垫片63的叠层，在施加在叠层65上的力的作用下，从吸热部分73伸出的散热部分75就呈放射状伸展开。
图8A是图1散热装置的弹性连接器例子的截面图，它把散热装置弹性连接到PCB上。如前所述，根据本发明优选实施例散热装置的风管15用弹性联接器弹性支撑于PCB“C”上。因此，即使风管15受强烈的冲击而向上移动，风管15马上会回到它在PCB“C”(见图1)上的原始位置，因此散热器35接触并垂直于整个发热源表面。
参照图8A，支撑突起69形成于位于风管15周围的各个竖直通孔29和30的内壁。支撑突起67在各通孔29或30内向上支撑弹簧67。连接柱31，压紧螺钉25，和向上支撑压紧螺钉25的弹簧67插入到各竖直通孔29或30内。散热装置的垂直运动由接触竖直通孔29或30内壁的连接柱31沿竖直通孔29和30引导。
连接柱31在其两端具有支撑头39和螺纹孔33。连接柱31通过PCB“C”上对应的安装孔49或50插入到各竖直通孔29或30内，从PCB“C”的底部直到顶部。PCB“C”由留在PCB“C”底部的支撑头39支撑。
压紧螺钉25向下插入到各竖直通孔29或30内以拧入到对应的连接柱31的螺纹孔33内。弹簧67套在压紧螺钉25上，然后压紧螺钉插入到各通孔29或30内，这样压紧螺钉25的螺丝头71就被弹簧67支撑于支撑突起69上，如图8A所示。当压紧螺钉进一步插入到连接杆31中，弹簧67就被充分压缩，通过支撑头39对PCB“C”产生一个向上的支撑力。因为连接柱31的支撑头39留在PCB“C”的底部，支撑头39沿K方向施加的支撑力随着压紧螺钉25的拧紧而增大。
支撑头39对PCB“C”的支撑力可通过调节压紧螺钉25的拧紧程度来加以控制。支撑头39提供的支撑力等于散热器35与发热源“H”的结合力。因此散热器35与发热源“H”的结合力可通过改变压紧螺钉25的拧紧程度而加以调节。
支撑力以弹簧67弹性力的形式维持。结果，即使外部冲击施加到PCB“C”上，冲击会被弹簧67吸收，而没有传输到发热源“H”上。
图8B是图1散热装置的弹性连接器另一例子的截面图，它把散热装置弹性连接到PCB上。该弹性连接器的结构不同于图8A的弹性连接器。只要相对PCB“C”的弹性力可施加到风管15上，弹性连接器的结构就可做各种变化。
如图8B所示，支撑突起85形成于位于风管15周围的各竖直通孔29a和30a的内表面。压紧螺钉91向下插入到竖直通孔29a和30a中。各压紧螺钉91通过竖直通孔29a或30a，从风管15中伸出，如图8B所示。弹簧67支撑于支撑突起85上，且压紧螺钉91的螺丝头71由弹簧67弹性支撑。
连接部件81放在风管15的下面，面对压紧螺钉91。连接部件81加工成圆柱形状，其在两端有互相对齐且压紧螺钉91和支撑螺钉79会各自拧入其中的的螺纹孔83。支撑螺钉79是一个圆头螺钉。支撑螺钉79圆头的相对端插入到PCB“C”上的安装孔49或50，从PCB“C”的底部到顶部，并拧入到支撑部件81的一个螺纹孔83内。支撑螺钉79圆头的直径大于安装孔49或50的内直径，因此安装孔49或50的边缘可被支撑螺钉79的螺钉头弹性上推。
在具有以上所描述的结构的弹性联接器中，PCB“C”相对风管15的弹性支撑强度可通过调节压紧螺钉91或支撑螺钉79在连接部件81内的拧紧程度来控制。
图9是部分切除的透视图，说明了散热装置的工作和把散热装置安装到PCB上的一种方法。参照图9，风管15安装在PCB“C”的上部并与其垂直，辅管21和风扇13安装在风管的上部。如前所述，辅管21密封风管15周边与风扇13之间的缝隙。风管15由连接杆31和压紧螺钉25支撑，这样风管15就被连接到PCB“C”上并与之垂直。
这种状态下，当风扇13开始运转，风通过风扇13进入风管15以冷却散热器35，并通过风管15和PCB“C”之间的风通道19流出风管15。如前所述，风管15的底端与PCB“C”以预定的距离相互间隔开，因此冷却散热器35的风可通过风通道19轻易地流出风管15。
因为来自于风扇13的冷风通道被风管15和辅管21与外界隔开，通过使风扇13向相反的方向运转，风可从风管15中吸入。这种情况下，风通过风同道19进入风管15来冷却散热器35，并通过风扇13流出。
尽管在图9中，弹性连接器安装在各竖直通孔29内，弹性连接器也可安装在外竖直通孔30内以冷却安装在Intel Pentium 4 CPU主板上的电子元件。
图10是应用于根据本发明散热装置第二实施例的散热器例子的透视图。柱状散热器的特征在于其上表面有凹陷的中心以引导来自于风扇的冷风进入散热器的底端，从而进一步提高冷却效率。
在图10中明显看到，在本实施例中，散热器150具有上表面中心凹陷的椭圆柱形状。散热器上表面的中心凹槽是为了引导更大量来自于风扇的冷风进入散热器的底端中心。散热器150的底面处理成平面，如图11所示，以增加散热器150和发热源“H”之间的接触面积。
散热器150由多个具有图12所说明的形状并相互层叠在一起的散热器片154通过一对压紧块152紧密连接而成。用于拧入螺钉和铆钉的多个孔166(见图13)形成于各压紧块152上。用压紧块152组装各散热器片154的原理与根据本发明第一实施例中所描述的相同。标号252指的是一个插槽，将在下文中描述。
图11是图10散热器150倒转的透视图。如图11所示，散热器150具有平坦的底面以便与发热源紧密接触。众所周知，散热器与发热源直接接触的紧密程度影响散热器的散热效率。因此，最好的是尽可能提高散热器底面的平坦程度。如果需要的话，散热器150的底面可经过另外的加工加以处理以提高底面的平坦程度。
图12展示了图10散热器的一个散热器片。如图12所示，各散热器片154是通过把矩形金属薄片切掉其上部(图12中的阴影部分A)而形成的。散热器片154在其中央具有吸热部分156和从吸热部分156对称伸出的散热部分158。吸热部分沿长度方向具有两个孔160并与发热源相接触以吸收从那里发出的热量。散热部分158向外散发吸热部分156吸收的热量。
散热器片154是通过从图6根据本发明实施例的散热器片18上切掉上部，即阴影部分“A”而形成的。因此，散热器片154比散热器片18轻阴影部分“A”的重量。散热器片154的上部轮廓线170从位于吸热部分156两侧的散热部分158向吸热部分156的中心倾斜，并从吸热部分156两侧的边界线急剧上升，形成对称的流线型。
吸热部分156的高度“h”可以改变。例如，吸热部分156的高度“h”可以延伸到与散热部分158相同的高度。或者，吸热部分156可以不向上延伸，如图16所示。
如上所述，通过切掉散热器片154的上部，散热器片154的折叠线B’比本发明第一实施例所描述的散热器片18缩短了一半或更多。因此，各散热器片154可用较小的力紧密连接成散热器150。
在图12中，标号122指的是折叠部分。折叠部分122在吸热部分156被压紧块152压紧时使散热部分158呈辐射状伸展开。折叠部分122通过按压形成于折叠线B’的两外侧并与其平行。
特别的，为形成折叠部分122，吸热部分156各边上的每个散热器片154的预定部分以方括号的形状切割起来，并向后弯曲贴到散热器片154的平面部分。因为散热器片154在折叠部分122的厚度大于其余部分的厚度，并且折叠部分122沿折叠线B’形成，所以当层叠的散热器片154的吸热部分156相互紧密地结合在一起时，散热器片154的散热部分158在施加在折叠部分122上的力的作用下呈放射状伸展开，如图10所示。
图13是图10散热器的透视图，其中只显示了几个散热器片。如图13所示，各散热器片154具有多个折叠部分122。折叠部分122与根据本发明第一实施例中所描述的折叠部分57(见图3)具有相同的作用。当散热器片154叠层的吸热部分156被压紧块152向相反的方向压紧时，折叠部分122提供使各散热器片154的散热部分158呈放射状展开的力。
图14是从图10中箭头“A”方向看过去的散热器视图，以便说明散热器的散热机理。参照图14，从发热源“H”产生并被散热器150的各吸热部分156吸收的热量沿箭头“a”方向向上和向前传输。当多个散热器片154结合在一起，散热器片154剪掉的部分就形成空间164。空间164为风扇128吹出的冷风传送到发热源“H”上提供没有阻挡的通路。
来自于风扇128的冷风大部分向下吹，如箭头“b”所示，经过空间164和放射状展开的各散热部分158之间的缝隙到达发热源“H”。余下部分的冷风沿散热器150的外围流动，碰到风管228的内壁并到达散热部分158将其冷却。
图15是一个分解视图，说明了图10散热器使用的例子。如图15所示，散热器150安装在风管228内。散热器150封装在风管228内并接近其内表面。散热器150的上中心部凹陷出空间164。风管228可构成根据本发明散热装置的第二实施例，其与散热器150将在下文中描述。
风扇128安装在散热器150上。风扇128固定于风管228的上表面，在散热器150上向下吹冷风。在这种状态下，当风扇128吹出的冷风向下吹到散热器150上，如箭头“b”所示，风可被防止涌入到散热器150的外围。这是因为整个散热器150具有几乎均匀分布的空气流阻挡物。更确切地说，向下的空气流有向下流向底部中心的趋势是因为空间164的存在。这增加了流向散热器150底部中心的冷风从而提高散热效率。
图16是应用于根据本发明散热装置第二实施例散热器的单个散热器片的另一例子。与上文所描述的有相同作用的元件用相同的标号标出。散热器片180没有从位于散热器片180中间的吸热部分156伸出的突起。散热器片180的上部轮廓171从位于吸热部分156两边的散热部分158倾斜，并从吸热部分的两边界线水平延伸形成顶端。
散热器片180是通过从根据本发明第一实施例中描述的散热片18(见图6)上切除阴影部分“A”而形成的，因此空间164(见图17)可形成于由多个散热器片180组装而成的散热器182的上表面，如图17所示。
图17是由多个具有图16结构的散热器片形成的完整散热器部分切除透视图。散热器182引起与图15的散热器150相同的空气流以提高散热效率。参照图17，散热器182具有柱状的形状和由凹陷的上表面形成的空间164。空间164与图15的散热器150的空间有相同的作用。
散热器182的形成是通过用压紧块152压紧多个相互叠层排列的散热器片180，从而各散热部分158呈放射状展开而形成的。
根据本发明第二实施例散热装置的散热器具有凹陷的上表面，因此风扇吹出的风可大部分流向散热器的中心而不是旁边，从而提高散热效率。而且，各散热器片具有短的折叠线，因此把多个散热片在吸热部分紧固起来所需要的压力就减小了。
更好的是，只要使散热器具有凹陷的上表面，散热器片的形状就可以改变。
图18是一个分解视图，展示了根据本发明第二实施例散热装置的结构。参照图18，散热装置210包括结合在固定于PCB“C”上的座框214上的安装套管212，其中图10的散热器150安装在安装套管212内，和相对安装套管212向下弹性推动散热器150的上部中心板簧218。风扇128安装在安装套管212上，并将风向下吹到散热器150上。
座框214是固定于PCB“C”上围绕待冷却的发热源“H”的已知矩形框架。座框214具有四个从它的四个拐角向上伸出的连接支撑262。各连接支撑262在它的上端具有提供水平支撑座的支撑条222，和支撑条222下的矩形连接孔224。
安装套管212安装在座框214上并在中央具有容纳散热器150的风管228，及拐角上的四个连接腿226。
各连接腿226连接到座框214上相应的连接支撑262上，且具有支撑突起230和连接突起232。如图19所示，支撑突起230被连接支撑262的支撑条222向上支撑。连接突起232是插入到连接孔224内的齿状突起。
容纳散热器150的风管228在连接到座框214上时在PCB“C”上间隔开一定的距离，如图19所示，因而在风管的底端形成风通路以通过风通路排出空气。对于该端，风管228的高度h1比散热器150的高度h2小。
基本上，风管228的内圆周与散热器150的外圆周同形，因此来源于风扇128的几乎全部的风在从风管228流出之前可用于与散热器片154的热交换。
风管228有一对散热器夹柱236从它的内表面面对面伸出。垂直地形成于风管228内圆周的两散热器夹柱236有相同的尺寸并与压紧块152接触，如图21所示。
其中一个散热器夹柱236在其上部具有孔249，孔249通过风管228横向延伸到外边，下文将描述的固定螺钉220通过孔249。
另一个散热器夹柱236在其上部有螺纹孔250。内壁有螺纹的螺纹孔250与孔249对齐，固定螺钉220通过孔249穿过风管228拧入到螺纹孔250内。
板簧插座238形成于各散热器夹柱236的上表面，两板簧插座238具有容纳其上板簧218两端的平面和垂直螺纹孔240。板簧218将在下文中描述。
连接在散热器150两边的压紧块152与各散热器夹柱236相对应，如图21所示，各压紧块152从吸热部分156叠层的上表面260上突出，换句话说，压紧块152的上端高于吸热部分156叠层的上表面260。
各压紧块152具有通过其上侧的插槽252。插槽252在垂直方向略长，并与孔249和各散热器夹柱236的螺纹孔250对齐且相通。
因为插槽252，孔249和螺纹孔250互相对齐，插入到一个散热器夹柱236的孔249的固定螺钉220可通过一个压紧块152的插槽252横过吸热部分156叠层的上表面260，然后通过另一个压紧块152的插槽252，与螺纹孔250相接合。
板簧218安装在散热器150的上表面，板簧218是具有预定宽度和厚度的条状构件，且板簧218的两端位于板簧插座238上。板簧218具有向下弯曲的中部以弹性推动吸热部分156叠层的上表面260。
向下弯曲并呈V形的板簧218的中间部分形成弹性挤压部分254，插槽256在板簧218的长度方向略长并允许固定螺钉220通过。
板簧218的两端都具有连接孔257且两端通过螺丝258固定于各板簧插座238上。螺钉258通过板簧218的连接孔257与垂直螺纹孔240相接合。
当把安装套管212安装到座框214上，散热器150安装到风管228内，散热器150的底面就与发热源＂H＂相接触。这种状态下，当板簧218通过螺钉258与安装套管212相连接，散热器150的中心就被弹压下到安装套管212上，因此散热器底面就与发热源＂H＂弹性接触。
这种状态下，散热器150正好放在安装套管212的内部，不与安装套管相接触，而只是被弹性压下，结果，当安装套管212从座框214上卸下并拿起时，散热器150留在发热源＂H＂上。
固定螺钉220把散热器150连接到安装套管212上。固定螺钉220具有螺纹端，其插入到一个散热器夹柱236的孔249内，通过一个压紧块152的插槽252和板簧218的插槽256(见图21)以及另一压紧块152的插槽252，啮合到另一个散热器夹柱236上的螺纹孔250内。
固定螺钉220还起到保持板簧218位置不动的作用。固定螺钉220通过板簧218的插槽256横过风管228以防止弹性压紧部分254与吸热部分156叠层的上表面260分开。
安装在板簧218上的风扇128向散热器150吹冷风以强制冷却散热器。
图19是把安装套管连接到图18散热装置座框上的连接装置的透视图。参照图19，安装套管212的连接腿226滑动地连接到座框214的各连接支撑262上。各支撑突起230安装并支撑于相应的支撑条222上，各连接突起232安装在相应的连接孔224内。
水平向外突出的支撑突起230被支撑条222向上支撑，因此安装套管212不能向下移动。连接突起232加工成三角齿的形状并与连接孔224的上端相连接，因此，安装套管212不能向上移动。结果，安装套管212就牢固地连接到座框214上。
为把安装套管212滑动地连接到座框214上，先把安装套管212放置在座框214上这样连接腿226与相应的连接支撑262相配合，然后向下推。
为把安装套管212从座框214上分开，把各支撑突起向内推，如箭头“f”所示，以把连接突起232从相应的连接孔224内释放，然后拿起安装套管212的主体。
图20是一个透视图，说明了为组装图18的散热装置而安装到安装套管内的散热器。如图20所示，固定螺钉220具有螺纹端并足够长以穿过风管228，如前所述。
为把散热器150固定到安装套管212上，首先把散热器150放到风管228内，因此压紧块152的插槽252就与孔249和散热器夹柱236上的螺纹孔250对齐。
当完成插槽252与孔249和螺纹孔250的对齐后，固定螺钉220的螺纹端就被横向插入到孔249内，通过插槽252与螺纹孔250相啮合。在这种状态下，如果安装套管212被拿起，散热器150可与安装套管212一起被拿起。
图21是根据本发明第二实施例散热装置部分切除的透视图。参照图21，安装套管212安装在座框214上。散热器150放在安装套管212的风管228内。散热器150用固定螺钉220固定在安装套管212上，同时其底面与发热源“H”接触以向外散发发热源产生的热量。
板簧218支撑于压紧块152和散热器夹柱236的顶端，板簧218的两端用螺钉258固定于散热器夹柱236上。
形成于板簧218中间的弹性压紧部分254的底面沿箭头“F”所示的方向弹性压下吸热部分156叠层的上表面260，使吸热部分156叠层的底面与发热源“H”弹性接触。这时，散热器150通过沿“F”方向施加的弹性力向下移动到安装套管212上，因此固定螺钉220接触垂直方向上略长的插槽252的上部。
插槽256形成于弹性压紧部分254的两斜面，沿板簧218的方向延伸，并在散热器150相对于安装套管212向上和向下移动时，允许固定螺钉220水平向上和向下移动而没有干涉。
散热器150相对于接和在座框214上的安装套管是可向下移动的，散热器150的中心被板簧218弹性下压。结果，散热器150就与发热源“H”紧密接触。例如，即使安装套管212受到向上的外部冲击，散热器150仍能与发热源“H”接触。
图22是图17的散热器所应用于的根据本发明第二实施例另一散热装置的部分切除透视图。与图21有相同作用的元件用相同的标号标出。如图22所示，安装套管212安装在座框214上，散热器182放在安装套管212的风管228内。散热器182的底面与发热源“H”接触以散发发热源“H”产生的热量，且散热器182用固定螺钉220固定于安装套管212上。把散热器182安装到安装套管212内因此散热器与发热源“H”弹性接触的原理与图21所描述的相同。
虽然本发明参照优选实施例被部分地展示和描述，可以理解的是本领域中的普通技术人员所做的各种形式和细节的改变都没有离开本发明的精神和补充的权利要求的范围。
如上所述，根据本发明的散热器由多个薄片状的散热器片组成，且各散热器片相互紧密接合在一起以呈放射状伸展开，从而扩大散热器的表面面积以提高散热效率。在根据本发明的散热装置中，散热器安装在风管中，冷风由风扇吹到风管中以进一步提高散热效率。散热器与发热源的结合力可弹性控制，从而使散热器在受到外部冲击时能够保持与发热源接触。
另外，通过切除散热器片的上部，就能缩短散热器片的折叠线，因此多个散热器片的散热部分就能用较小的力紧密连接在一起形成散热器。所形成的散热器在其上表面的中心具有凹陷处。这种结构使风扇吹出的冷风到达散热器的底面中心，因而进一步提高散热效率。而且，冷风流过散热器散热部分的震动和噪音也减小了。
权利要求
1.一种吸收发热源产生的热量的散热器，其与发热源接触并把吸收的热量散发到空气中，该散热器包括多个薄片形状的散热器片，其各自具有与发热源的上表面接触并垂直以吸收发热源产生热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其中，多个散热器片叠层排列，各散热器片的吸热部分相互紧密连接，因此吸热部分形成散热器叠层的中心，并且各散热器的散热部分从中心呈放射状伸展开，使散热器具有椭圆柱形状。
2.权利要求1所述的散热器，其中各吸热部分呈具有预定宽度和高度的薄片形状；各散热部分从相应吸热部分一个侧边伸出；相邻散热器片的散热部分从相应吸热部分以相反的方向伸出；有预定厚度的折叠部分形成于吸热部分的另一侧边，其中，当散热片叠层的吸热部分相互紧密联接在一起时，各散热器片的散热部分通过施加在折叠部分上的力呈辐射状伸展开。
3.权利要求1所述的散热器，其中各吸热部分呈具有预定宽度和高度的薄片形状；各散热部分对称地从相应吸热部分两侧边伸出；及散热器包括多个与单个吸热部分有几乎相同尺寸的且两侧具有一对折叠部分的垫片，并且多个垫片间隔在各散热器片的各吸热部分，且其中，当散热器片和垫片叠层的吸热部分相互紧密连接在一起时，各散热器片的散热部分通过折叠部分呈放射状展开。
4.散热装置包括包括多个薄片形状散热器片的散热器，其各自具有与发热源的上表面接触并垂直以吸收发热源产生热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其中，多个散热器片叠层排列，各散热器片的吸热部分相互紧密连接，因此吸热部分形成散热器叠层的中心，并且各散热器的散热部分从中心呈放射状伸展开，使散热器具有椭圆柱形状；散热器安装在其内并将冷风导引到散热器上的风管，该风管的高度小于散热器的高度，使风管的底端和印刷电路板之间具有预定的间隙；以及安装在风管上通过向风管内吹冷风强制冷却散热器的风扇。
5.权利要求4所述的散热器，其中各吸热部分呈具有预定宽度和高度的薄片形状；各散热部分从相应吸热部分一个侧边伸出；相邻散热器片的散热部分从相应吸热部分以相反的方向伸出；有预定厚度的折叠部分形成于吸热部分的另一侧边，其中，当散热片叠层的吸热部分相互紧密联接在一起时，各散热器片的散热部分通过施加在折叠部分上的力呈辐射状伸展开。
6.权利要求4所述的散热器，其中各吸热部分呈具有预定宽度和高度的薄片形状；各散热部分对称地从相应吸热部分两侧边伸出；及散热器包括多个与单个吸热部分有几乎相同尺寸的且两侧具有一对折叠部分的垫片，并且多个垫片间隔在各散热器片的各吸热部分，且其中，当散热器片和垫片叠层的吸热部分相互紧密连接在一起时，各散热器片的散热部分通过折叠部分呈放射状展开。
7.权利要求4，5和6任一项所述的散热器，其中散热器固定于风管上，并且风管包括通过弹性支撑风管到发热源上而把散热器连接到安装在印刷电路板上的发热源上表面的弹性连接器。
8.权利要求7所述的散热器，其中多个在各自内壁具有支撑突起的竖直通孔形成于风管的外围；并且弹性连接器包括一端具有螺纹孔另一端具有支撑头的连接杆，其中具有螺纹孔的一端穿过印刷电路板向上插入到各竖直通孔，因此连接杆的支撑头留在印刷电路板的底面；向下插入到各竖直通孔以与连接杆的螺纹孔相啮合的压紧螺钉；及底端支撑于支撑突起，以相对支撑突起向上弹性支撑压紧螺钉的弹簧。
9.权利要求7所述的散热器，其中多个在各自内壁具有支撑突起的竖直通孔形成于风管的外围；并且弹性连接器包括向下插入到各竖直通孔因而其一端从竖直通孔伸出的压紧螺钉；底端支撑于支撑突起，以相对支撑突起向上弹性支撑压紧螺钉的弹簧；及与压紧螺钉相接合同时通过支撑螺钉固定于印刷电路板上的连接部件。
10.散热器包括多个薄片形状的散热器片，其各自具有与发热源的上表面接触并垂直以吸收发热源产生热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其各散热器片的上部被剪掉以形成预定的形状，因而形成的上轮廓线从散热部分到吸热部分向下倾斜，其中，多个散热器片叠层排列，各散热器片的吸热部分相互紧密连接，因此吸热部分形成散热器叠层的中心，并且各散热器的散热部分从中心呈放射状伸展开，使散热器形成具有凹陷的上部中心的椭圆柱形状。
11.权利要求10所述的散热器，其中各散热器片的散热部分和吸热部分形成一个整体，并且各散热器片在切除后其上轮廓线从散热部分到吸热部分向下倾斜形成流线型，并在吸热部分的两侧急剧上升。
12.权利要求10所述的散热器，其中各散热器片的散热部分和吸热部分形成一个整体，并且各散热器片在切除后其上轮廓线从散热部分到吸热部分向下倾斜形成流线型，并从吸热部分的两边界线水平伸出形成顶端。
13.散热装置包括接合在座框上的安装套管，其中安装套管围绕发热源安装在印刷电路板上并具有从周围突出的连接支撑，安装套管具有可分离地接合于座框的各连接支撑的连接腿和中心允许冷风通过的风管；安装在风管内与发热源上表面相接触以散发发热源产生的热量的散热器；把散热器向发热源弹性压下同时支撑于安装套管上的弹性压紧元件；及安装在安装套管上以向风管吹冷风的风扇。
14.权利要求13所述的散热器，其中弹性压下部件是延伸通过风管的板簧，其两端固定于安装套管并在中间部分具有在散热器上表面上向下施加弹性力的弹性压紧部分。
15.权利要求14所述的散热器，其中散热器包括多个薄片形状的散热器片，其各自具有与发热源的上表面接触并垂直以吸收发热源产生热量的吸热部分，和从吸热部分伸出以把吸收的热量散发到空气中的散热部分，其中，多个散热器片叠层排列，各散热器片的吸热部分通过一对压紧块相互紧密连接，因此吸热部分形成散热器叠层的中心，并且各散热器的散热部分从中心呈放射状伸展开，使散热器具有椭圆柱形状，且板簧的弹性压紧部分接触并弹性下压散热器的上表面中心。
16.权利要求15所述的散热器，其中各散热器片的上部切成预定的形状，因而各散热器的上部轮廓切除后从吸热部分到散热部分向下倾斜形成流线型并从吸热部分的两侧上升。
17.权利要求15所述的散热器，其中各散热器片的上部切成预定的形状，因而各散热器的上部轮廓切除后从吸热部分到散热部分向下倾斜形成流线型并从吸热部分的两边界线水平伸出形成顶端。
18.权利要求16或17所述的散热器，其中压紧块向相反的方向压紧层叠在一起的吸热部分使其结合在一起且各压紧块的上表面从吸热部分的上表面突出，且风管具有一对从其内壁面对面突起的散热器夹柱，各散热器夹柱与各压紧块相对应并具有高于或平与压紧块的顶面。
19.权利要求18所述的散热器，其中板簧具有预定的宽度和厚度，板簧的两端固定于散热器夹柱的上端，弹性压紧部分通过向下弯曲板簧的中间部分而形成的，这样中间部分可下压散热器的上表面中心。
20.权利要求18或19所述的散热器，其中压紧块具有插槽且散热器夹柱具有孔，插槽和孔相互水平对准，板簧的弹性压紧部分具有沿板簧的长度方向延伸的插槽，且固定螺钉插入到其中一个散热器夹柱的孔，通过相应压紧块的插槽，和横过结合在一起的吸热部分上表面的弹性压紧部分的插槽，另一压紧块的插槽，然后插入到另一个散热器夹柱的孔中，以弹性支撑散热器到安装套管上。
全文摘要
提供一种散热器和使用该散热器的散热装置。散热器由多个薄散热器片组成，各散热器片相互紧密结合在一起以呈辐射状伸展开，从而增大散热器的散热面积和提高其散热效率。在该散热装置中，散热器安装在风管中，冷风由风扇吹进风管，以进一步提高散热效率。散热片和发热源的结合力可弹性控制，这样使散热器在受到外部冲击后仍能保持与发热源连接在一起。另外，通过切除散热器片的上部，可缩短散热器片的折叠线，因而相互层叠在一起的散热片的吸热部分可用较小的力结合在一起。形成的散热器在其上表面有凹陷的中心。这种结构使风扇吹出的冷风能够到达散热器的底面中心，从而进一步提高散热效率。而且，冷风吹过散热器的散热部分引起的振动和噪音也减小了。
文档编号H01L23/40GK1456037SQ02800004
公开日2003年11月12日 申请日期2002年2月28日 优先权日2001年3月3日
发明者李祥哲 申请人:扎尔曼技术株式会社