热虹吸散热器的制作方法

1.本发明涉及散热的技术领域，尤其涉及一种热虹吸散热器。


背景技术：

2.近十年来，随着通信设备、超级计算、数据挖掘、电子商务，人工智能等领域的飞速发展，总散热量需求量急剧增加。设备小型化进一步增加了功率密度，同时也加剧了对高效冷却方案的需求。
3.现有技术中可通过热虹吸管散热器来对高热流密度部件进行散热。当需要散热的热源位置固定，且散热器的散热端(例如散热翅片)需要延伸的方向上的空间受到局限时，通过现有的热虹吸散热器对散热端(例如散热翅片)需要延伸的空间受到限制的热源进行散热时无法达到良好的散热效果，进而会影响热源的正常工作环境。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提出一种热虹吸散热器，以解决现有技术中的热虹吸管散热器对散热端(例如散热翅片)需要延伸的空间受到局限的热源进行散热时无法达到良好的散热效果的技术问题。
5.为此，本发明实施例中提供了一种热虹吸散热器，包括：基板和散热翅片；
6.所述基板沿第一方向划分为第一板部和第二板部，所述第一板部具有用于收容相变工质的第一收容腔，所述第一板部外表面上与所述第一收容腔对应处设置有用于安装热源的散热工位；所述散热翅片设于所述第二板部且沿第二方向向远离所述第一板部的方向延伸，所述散热翅片内形成有与所述第一收容腔相连通的气液通道；其中，所述第一方向与所述第二方向不同。
7.在热虹吸散热器的一些实施例中，第一方向为水平方向。
8.在热虹吸散热器的一些实施例中，第二方向为竖直方向。
9.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述第二板部内形成有第二收容腔，所述气液通道、所述第二收容腔以及所述第一收容腔依次连通。
10.在热虹吸散热器的一些实施例中，在所述第二方向上，所述第二收容腔的底面与所述第一收容腔的底面在同一平面上，且所述第二收容腔内收容有相变工质。
11.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述第一收容腔和所述第二收容腔围合形成的腔体呈l型。
12.在热虹吸散热器的一些实施例中，在所述第二方向上，所述第二收容腔的底面高度大于或等于所述第一收容腔内的相变工质的液面高度。
13.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述第二板部沿第二方向划分为的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第一板部相连，所述第二收容腔设置在所述第一部分，所述散热翅片设置在所述第二部分并部分延伸至所述第一部分。
14.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述气液通道一端与所述第二收容腔相连通，
另一端向远离所述第二收容腔的方向延伸，并且在所述第二方向上，所述气液通道与所述第二收容腔连通的一端的高度高于所述第一收容腔内的相变工质的液面高度。
15.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述基板具有第一板面，所述散热翅片设置在位于所述第二板部的部分所述第一板面上，所述散热工位设置于位于所述第一板部的部分所述第一板面上。
16.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述基板具有相对的第一板面和第二板面；所述散热翅片设置在位于所述第二板部的部分所述第一板面上，所述散热工位设置于位于所述第一板部的部分所述第二板面上；或所述散热翅片设置在位于所述第二板部的部分所述第二板面上，所述散热工位设置于位于所述第一板部的部分所述第一板面上。
17.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述基板还包括第三板部，所述第三板部设于所述第一板部上与所述第二板部相对的一侧，所述第三板部内形成有与所述第一收容腔连通的第三收容腔，所述第三板部上也设有所述散热翅片，所述散热翅片内的气液通道、所述第三收容腔以及所述第一收容腔依次连通。
18.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述第一收容腔、所述第二收容腔以及所述第三收容腔围合形成的腔体呈u型。
19.在热虹吸散热器的一些实施例中，在所述第一板部背离所述散热工位一侧的表面上也设置有所述散热翅片，所述散热翅片呈l型，所述散热翅片内的所述气液通道与所述第一板部内的所述第一收容腔连通。
20.在热虹吸散热器的一些实施例中，还包括散热件，所述散热件设置在所述第一板部除所述散热工位所在侧面外的任一侧面上。
21.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述散热件设置在所述第一板部上与所述散热工位所在侧面相对的另一侧面上。
22.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述散热件为吹胀板翅片或固体翅片。
23.采用本发明实施例，具有如下有益效果：
24.在发明中，基板沿第一方向划分为第一板部和第二板部，第一板部的第一收容腔和设置在第二板部散热翅片的的气液通道相连通，使得第一收容腔内的相变工质吸收热源的热量受热气化时，可流至气液通道内散热冷凝而液化，并回流至第一收容腔内；其中，散热工位对应第一收容腔设置在第一板部的外表面上，散热翅片设置在第二板部，因此，在第一方向上，散热翅片与热源错位设置；通过错位设置使得散热翅片不受延伸方向空间受阻的限制，并且散热翅片可沿第二方向向远离第一板部的方向延伸，从而增大散热翅片的换热面积以提高散热效率，运用本技术方案解决了现有技术中的热虹吸散热器对散热端(例如散热翅片)需要延伸方向受到限制的热源进行散热时无法达到良好的散热效果的技术问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.其中：
27.图1示出了一实施例中一种热虹吸散热器的整体结构示意图；
28.图2示出了图1的右视图；
29.图3示出了图1的主视图；
30.图4示出了图1的俯视图；
31.图5示出了一实施例中热虹吸散热器的分解图；
32.图6示出了另一实施例中热虹吸散热器的分解图；
33.图7示出了另一实施例中一种热虹吸散热器的整体结构示意图；
34.图8示出了图7的分解图。
35.主要元件符号说明：
36.100、热虹吸散热器；10、基板；10a、第一板面；10b、第二板面；11、第一板部；111、第一收容腔；112、散热工位；12、第二板部；121、第一部分；1211、第二收容腔；122、第二部分；13、第三板部；131、第三收容腔；20、热源；30、散热翅片；31、气液通道；40、散热件；50、相变工质。
具体实施方式
37.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以通过其他多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.参见图1-图5，在本发明实施例中，提供了一种热虹吸散热器100，该热虹吸散热器100通过热传导、对流以及相变工质50的相变换热对发热元器件进行冷却，如对电力电子器件的中央处理器、芯片等进行散热，保证电力电子器件在额定温度范围内稳定工作。
41.另外，散热器的散热端，即本实施例中的散热翅片的延伸的方向，包括热源的正上方，侧上方等等，只要有阻碍物在竖直方向的投影与热源部分重叠，即可认为散热器的散热端的延伸方向受阻。
42.为了解决上述的技术问题，本实施例提供一种热虹吸散热器，其中，参照图1-4，该散热器包括基板10和散热翅片30；基板10沿第一方向(水平方向，图2所示的x方向)划分为第一板部11和第二板部12，第一板部11具有用于收容相变工质50(参见图5)的第一收容腔111；第一板部11外表面上与第一收容腔111对应处设置有用于安装热源20的散热工位112；散热翅片30设于第二板部12且沿第二方向向远离第一板部11的方向延伸，散热翅片30内形
成有与第一收容腔111相连通的气液通道31。需要说明的是，当第一收容腔111内的相变工质50吸收散热工位112上的热源20的热量受热气化时，可流至气液通道31内散热冷凝而液化，液化后的相变工质50沿气液通道31回流至第一收容腔111内。
43.作为一优选的实施方式，第一方向与第二方向相互垂直。其中，第一方向为图2或图7中所示的x方向，第二方向为图2或图7中所示的y方向。当然，图2或图7中的x方向和y方向分别指水平方向和竖直方向，这只是针对基板10竖直放置的情况，可以理解的是，当基板10以其它状态放置时，第一方向和第二方向会对应的改变，例如当基板10相对水平面倾斜放置且基板10的底面与水平面呈一定角度时，此时第一方向也与水平面呈一定角度，第二方向与竖直方向呈一定角度。
44.在本发明中，基板10沿第一方向(水平方向)划分为第一板部11和第二板部12，第一板部11的第一收容腔111和设置在第二板部12散热翅片30的的气液通道31相连通，使得第一收容腔111内的相变工质50吸收热源20的热量受热气化时，可流至气液通道31内散热冷凝而液化，并回流至第一收容腔111内；其中，散热工位112对应第一收容腔111设置在第一板部11的外表面上，散热翅片30设置在第二板部12，因此，在第一方向上，散热翅片30与热源20错位设置；通过错位设置使得散热翅片30可以不受热源20上方空间的限制，即散热翅片30可沿第二方向(竖直方向)向远离第一板部11的方向延伸，从而增大散热翅片30的换热面积以提高散热效率，运用本技术方案解决了现有技术中的热虹吸散热器100对散热端(例如散热翅片)需要延伸方向受到限制的热源20进行散热时无法达到良好的散热效果的技术问题。
45.在一些实施例中，第二板部12中设置有连通第一收容腔111和气液通道31的腔体或流道，以供气态相变工质50流动到气液通道31和液态相变工质50回流至第一收容腔111。
46.具体地，请参照图2-6，第二板部12内形成有第二收容腔1211，气液通道31、第二收容腔1211以及第一收容腔111依次连通。以保证受热蒸发形成的气态相变工质50可以通过第二收容腔1211快速的扩散到散热翅片30的气液通道31中，同时，为在气液通道31中冷凝形成的液态相变工质50提供足够的回流空间。
47.需要说明的是，散热翅片30可以设置有多个，每个散热翅片30内都形成有气液通道31。本技术方案中，每个散热翅片30的气液通道31均可与第一收容腔111相连通，例如通过第二板部12的第二收容腔1211与第一收容腔111连通，从而可以通过相变工质50的相变换热和蒸汽的扩散运动将热量快速的传递到各个散热翅片30上，再通过自然对流换热或强对流将热量释放到环境中。由于相变换热能够在小温差下实现大热量的交换，且蒸汽扩散十分迅速，所以使得热源20与散热翅片30组件之间的温差很小，极大降低了热源20到散热翅片30组件的热阻，提高了热虹吸散热器100对正上方或上方空间受到限制的热源20的散热效率。
48.在一种实施例中，请参照图6，在所述第二方向(例如竖直方向)上，第二收容腔1211的底面与第一收容腔111的底面在同一平面上，因此，第一收容腔111的相变工质50可流动到第二收容腔1211，即第二收容腔1211内也收容有相变工质50。当热源20布置在散热工位112上与第一板部11相接触以进行导热时，相变工质50受热可在第一收容腔111和第二收容腔1211之间流动以传递热量，同时，液态相变工质50受热蒸发成气态相变工质50可扩散到散热翅片30的气液通道31中，气态相变工质50在气液通道31中放热冷凝成液态相变工
质50并回流到第二收容腔1211中，并基于第一收容腔111与第二收容腔1211的连通性继续接收热源20的热量。
49.在一种实施例中，请参照图5，第一收容腔111和第二收容腔1211围合形成的腔体呈l型。此时，第一收容腔111与第二收容腔1211的底面可以不在同一平面上，并且在第二方向上，第二收容腔1211的底面高度大于第一收容腔111的底面高度，当然，第二收容腔1211的底面可以向第一收容腔111一侧倾斜，即第二收容腔1211的底面远离第一收容腔111的一端在第二方向上的高度大于靠近第一收容腔111一端的高度，以便于液态相变工质回流到第一收容腔111内继续吸收热量，以提高第一收容腔111与第二收容腔1211之间的连通性，使得相变工质50在第一收容腔111和第二收容腔1211之间交换流动的流动性较好，从而可进一步提高散热效率。进一步地，在第二方向上，第二收容腔1211的底面高度大于或等于第一收容腔111内的相变工质50的液面高度，防止第一收容腔111中的相变工质50通过第二收容腔1211流入散热翅片30的气液通道31，从而防止对散热翅片30的换热面积造成影响。
50.在一种实施例中，参见图2，第二板部12沿第二方向划分为的第一部分121和第二部分122，第一部分121与第一板部11相连，第二收容腔1211设置在第一部分121，散热翅片30设置在第二部分122并部分延伸至第一部分121。其中，第一方向与基板10的竖直方向相同，在该实施例中，第一方向为图中所示的z方向。
51.在一种实施例中，参照图5，气液通道31一端与第二收容腔1211相连通，另一端向远离第二收容腔1211的方向延伸，并且在第二方向上，气液通道31与第二收容腔1211连通的一端的高度高于第一收容腔111内的相变工质50的液面高度，避免第一收容腔111内的液态相变工质50流入散热翅片30的气液通道31而影响气态相变工质50的流动散热。
52.在一种实施例中，基板10具有第一板面10a，散热翅片30设置在位于第二板部12的部分第一板面10a上(未图示)，散热工位112设置于位于第一板部11的部分第一板面10a上(未图示)。通过将散热翅片30和散热工位112均设置在基板10的第一板面10a处，可以遇到在与第一板面10a相对的一侧空间受阻时维持散热器的散热功能，适用性更广。
53.在另一种实施例中，参照图4-5，基板10具有相对的第一板面10a和第二板面10b；散热翅片30设置在位于第二板部12的部分第一板面10a上，散热工位112设置于位于第一板部11的部分第二板面10b上；或散热翅片30设置在位于第二板部12的部分第二板面10b上，散热工位112设置于位于第一板部11的部分第一板面10a上。通过将散热翅片30和散热工位112分设于基板10相对的第一板面10a和第二板面10b上，以避免热源20与散热翅片30位于基板10的同一侧，减少热源20的热量对散热翅片30散热产生的干扰，保证散热翅片30与环境的热交换效率。
54.参见图7和图8，在另一种实施例中，基板10还包括第三板部13，第三板部13设于第一板部11上与第二板部12相对的一侧，第三板部13内形成有与第一收容腔111连通的第三收容腔131，第三板部13上也设有散热翅片30，散热翅片30内的气液通道31、第三收容腔131以及第一收容腔111依次连通。因此，在热源20的两侧上方均设置有散热翅片30，以增加散热翅片30的数量和面积，进一步解决了热虹吸散热器100对上方空间受到限制的热源20进行散热时无法达到良好的散热效果的技术问题，从而大幅度提高了热虹吸散热器100的散热效率。
55.在一种实施例中，参照图7-8，第一收容腔111、第二收容腔1211以及第三收容腔
131围合形成的腔体呈u型。因此，本实施进一步延水平方向扩展散热翅片30，并保证相变工质50在第一收容腔111、第二收容腔1211以及第三收容腔131之间的流动性，从而可进一步提高散热效率。
56.其中，第三收容腔131的底面与第一收容腔111的底面的相对位置关系、第三收容腔131的顶面高度与第一收容腔111的相变工质50的液面高度之间的位置关系、散热翅片30和第三收容腔131在第三板部13上的布置位置关系等可参照上述第二板部12的第二收容腔1211、第二板部12上的散热翅片30的描述，在此不再赘述。
57.在一种实施例中，热虹吸散热器100还包括散热件40，散热件40设置在第一板部11除散热工位112所在侧面外的任一侧面上。即相变工质50所接收的热量不仅可以通过蒸汽进行散热，还可以通过散热件40的热传导进行散热。
58.在一种实施例中，参照图1-6，散热件40设置在第一板部11上与散热工位112所在侧面相对的另一侧面上。使得散热件40不受热源20的热量干扰，以保证散热件40对相变工质50热传导效率。
59.在一些具体的实施例中，散热件40为吹胀板翅片或固体翅片。
60.在一些具体的实施例中，参照图3-4，第一收容腔111在第一板面10a上的投影与散热件40在第一板面10a上的投影至少部分重叠。通过散热件40与第一板部11的热传导，增大换热面积，提高热虹吸散热器100的散热能力。
61.在一些具体的实施例中，参照图5-6，热源20在第一板面10a上的投影位于第一收容腔111内的相变工质50在第一板面10a上的投影内。因此，设置在散热工位112上的热源20可充分被第一收容腔111内的相变工质50所覆盖，防止热源20和基板10干烧。
62.在一种实施例中，参照图2，在第二方向上，第二板部12的第一部分121高于第一板部11，以使气液通道31内的液态相变工质50可在重力的作用下回流至第一收容腔111内。
63.在一些具体的实施例中，参照图2、图5-6，在第二方向上，相变工质50的液面高度大于热源20的高度，因此，即使部分相变工质50受热蒸发成气体，第一收容腔111内剩余的相变工质50覆盖整个热源20，保证相变工质50与热源20的充分接触，提高热虹吸散热器100的散热效率。
64.在另外一些实施例中，还可以不采用散热件40，而是在散热件40的位置上设置散热翅片30，具体的，散热翅片30设置在第一板部11背离散热工位112一侧的表面上，散热翅片30呈l型，散热翅片30内的气液通道31与第一板部11内的第一收容腔111连通；这样对于热源20上方空间受阻时，通过增加散热翅片30绕过障碍物后再向上延伸的方式，提升热虹吸散热器100的散热效果。
65.需要说明的是，针对热源20上方空间受阻的情况，可以在基板10除热源20所在位置以外环绕设置散热翅片30进行散热，均可达到良好的散热效果。
66.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。