CN1805676A - 散热装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种散热装置，包括一基座及一散热体，其中散热体由发泡材料与基座一体成型。此外，基座一侧设有若干的传热板，且传热板与基座一体成型并穿设于散热体内，且散热体上设有若干开口。本发明的散热装置中基座、传热板及散热体一体成型，从而可降低热阻；同时，通过传热板可将热量快速传递到散热体上，再利用散热体表面积大的特点，有效提升散热装置的热传导效率；此外，在散热体上开设开口可以降低风阻以利于外部空气进入散热体内，进一步提升整体的散热效果。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种散热装置及其制造方法，尤其是指一种应用于电子元件的散热装置及其制造方法。
【背景技术】
随着电子信息产业的快速发展，中央处理器等电子元件处理能力日益加强，产生的热量与之俱增，其所配用的散热器也在不断改良。传统的散热器通常包括一基座及设在基座上的若干散热片。为提升散热器的散热效果，通常通过增加散热器表面积的方式来增加散热器与空气之间的热交换面积。但受到空间、重量及加工等因素的限制，基座的面积及其上的散热片的数量不可能无限增加，这使得传统散热器与空气之间进行热交换作用的面积较小，影响其散热效果。
为克服传统散热器与空气接触面积较小的问题，业届人士采用发泡金属(由固体的骨架结构和较多的孔隙构成的多孔性金属材料)制成散热器，利用发泡金属的表面积较大的特点来增加散热器与空气之间的接触面积。用发泡金属制成的散热器一般包括一底板及设在底板上的一块发泡金属如发泡铝、铜等，发泡金属通过导热胶粘贴在底板上。底板将吸收的热量传给设于其上的发泡金属，再通过发泡金属与空气之间进行热交换而将热量散失。由于发泡金属的表面积极大，即发泡金属与空气的接触面积极大，空气可将散热器的热量快速散失。但由于发泡金属与底板之间是通过导热胶粘贴，导热胶具有一定的热阻，不利于底板迅速将热量传给其上的发泡金属；同时，底板上的热量不易于传到发泡金属的远离底板的部分，使发泡金属的远离底板的部分温度较低，未能充分利用发泡金属进行散热。此外，此种散热器的发泡金属的风阻较大，不利于外部空气进入到发泡金属块内部而阻碍外部空气与发泡金属之间进行热交换。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种热阻小、风阻低、散热面积较大且散热效果良好的散热装置及其制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明散热装置包括一基座及一散热体，其中散热体由发泡材料与基座一体成型。此外，基座一侧设有若干的传热板，且传热板与基座一体成型并穿设于散热体内，且散热体上设有若干开口。
本发明散热装置的制造方法包括以下步骤：
1)提供一正型模，正型模的骨架结构与所要制作的散热装置的散热体成品的骨架结构相同；
2)将正型模置于一浇铸容器内并与之配合；
3)将负型材料填入到正型模内，经热处理将正型模烧失而获得具有孔隙及正型模形状的负型模；
4)将熔融金属注入负型模的孔隙中，直至在负型模顶部形成一对应散热装置的基座的金属层；
5)去除负型模而获得散热装置。
通过本方法可将基座、传热板及散热体一体成型，从而可降低热阻；同时，通过传热板可将热量快速传递到散热体上，再利用散热体表面积大的特点，有效提升散热装置的热传导效率；此外，在散热体上开设开口可以降低风阻以利于外部空气进入散热体内，进一步提升整体的散热效果。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
图1是本发明散热装置的一实施例的横截面示意图。
图2至图5是本发明散热装置的其他实施例的横截面示意图。
图6是本发明散热装置的具有半开型开口结构的一实施例的俯视图。
图7是本发明散热装置的具有直通型开口结构的一实施例的俯视图。
图8是本发明散热装置制造方法中的正型模示意图。
图9是本发明散热装置制造方法中的浇铸容器示意图。
图10是本发明散热装置制造方法中的正型模、浇铸容器及棱型模组装示意图。
图11是图10组装后示意图。
图12是本发明散热装置制造方法中的热处理示意图。
图13是本发明散热装置制造方法中的负型模示意图。
图14是本发明散热装置制造方法中的浇铸金属示意图。
图15是本发明散热装置制造方法中的成品示意图。
【具体实施方式】
请参考图1及图7，本发明的散热装置1包括与电子元件(图中未示)接触的一基座10及与基座10一体形成的散热体20。为提升散热效果，可以在散热体20附近设置一风扇(图中未示)，风扇可位于散热体20顶部对散热体20进行顶吹；也可以位于散热体20一侧对散热体20进行侧吹。
基座10一侧间隔设有与基座10一体形成的若干传热板12。传热板12的横截面可以为矩形(如图1至图4所示)、梯形(如图5所示)、三角形等或其组合，及按照等温面条件设计的多种形状以满足特定需求。
散热体20是由热传导系数较高的材料如铜、铝等制成的发泡金属。上述的传热板12贯穿散热体20(如图1所示)，传热板12也可穿设在散热体20内(如图2所示)。传热板12将基座10吸收的热量传递到散热体20远离基座10的部分，充分利用散热体20进行散热。
为减小风阻，可在散热体20上间隔设置若干开口22，开口22可以为直通型的即开口22贯穿散热体20(如图7所示)、半开型的即开口22未贯穿散热体20(如图6所示)，也可以为两者的组合。开口22的横截面可以为矩形(如图3、图4所示)、梯形(如图5所示)、三角形等形状或者其组合(如图3、图4所示)。此外，开口22的深度也可根据需要进行设计，图6、图7所示为开口22的深度不同的两种结构。
本发明的散热装置1在使用时，基座10与电子元件接触以吸收电子元件产生的热量；基座10吸收的热量一部分直接传递给与其接触的散热体20，另一部分通过传热板12传递到散热体20上远离基座10的区域，使热量迅速传至散热体20上；再通过散热体20与风扇产生的强制气流之间的热交换作用将热量散失。
本发明的散热装置1可以通过消失模铸浆法制成，如图8至图15所示，其主要步骤包括：
1)提供一正型模30，正型模30的骨架结构与所要制作的散热装置1的散热体20成品的骨架结构相同；如图8所示，本发明的一具体实施例中的正型模30为开口蜂房式聚合体模板，在正型模30两侧分别设有若干凹槽32及34，且凹槽32及34的形状分别与传热板12成品及散热体20上的开口22的形状相同。可以通过改变凹槽32及34的形状以获得不同形状的传热板12及开口22，如图8与图15所示，凹槽32及34的横截面形状皆为梯形，则传热板12成品及散热体20成品上的开口22的横截面形状为梯形。根据实际需要，可以选取聚氨酯泡棉、多孔的塑胶基材等制成正型模30；
2)提供一浇铸容器40，在浇铸容器40底部设置与开口22形状相同、且可与凹槽34配合的若干突起42。可以理解地，散热体20也可以不设置开口22，相应地，凹槽32及34可以省去；
3)提供若干棱形模50(如图10所示)，棱形模50的形状与传热板12成品形状相同、且可与凹槽32配合；
4)将正型模30及棱形模50依次置于浇铸容器40内，使正型模30两侧的凹槽32及34分别与棱形模50及突起42配合，如图10及图11所示；
5)将负型材料填入到正型模30内得到负型材料与正型模30的混合体；如图12所示，经热处理将正型模30烧失而获得具有孔隙的负型模60，如图13所示，负型模60的形状与正型模30相同；负型材料可以选取陶瓷泥浆、石膏等材料；
6)将熔融金属注入负型模60的孔隙中，直至在负型模60顶部形成一金属层从而形成散热装置1成品中的基座10与传热板12，如图14所示。熔融金属选取热传导性好的金属材料如铜、铝等；可以理解地，也可以先浇铸一种金属如铝，再浇铸另一种金属如铜等，从而使散热装置1成品中的基座10与传热板12为铜，而散热体为铝制成；
7)通过震荡方法去除负型模60而获得散热装置1，散热装置1成品如图15所示。此外，也可通过溶解或高压水柱冲刷等方法去除负型模60。
通过本方法可将基座10、传热板12及散热体20一体成型，从而可降低热阻提升散热装置1的热传导效率；同时，可根据需要形成各种不同类型的若干开口22以降低风压，进一步提升整体的散热效果。除上述的消失模铸浆法外，也可通过电铸等方法制成相似的结构。
Claims (14)
1.一种散热装置，其包括一基座及一散热体，其特征在于：散热体由发泡材料与基座一体成型。
2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于：基座与散热体是由不同材料制成。
3.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于：基座一侧设有若干的传热板，且传热板与基座一体成型。
4.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：传热板穿设置于散热体内。
5.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：传热板贯穿散热体。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的散热装置，其特征在于：散热体上设有若干开口。
7.如权利要求3、4或5所述的散热装置，其特征在于：散热体上设有若干开口，且开口与传热板交错排列。
8.一种散热装置制造方法，该散热装置包括一基座及由发泡材料制成的、与基座一体成型的一散热体，包括以下步骤：
1)提供一正型模，正型模的骨架结构与所要制作的散热装置的散热体成品的骨架结构相同；
2)将正型模置于一浇铸容器内并与之配合；
3)将负型材料填入到正型模内，经热处理将正型模烧失而获得具有孔隙及正型模形状的负型模；
4)将熔融金属注入负型模的孔隙中，直至在负型模顶部形成一对应散热装置的基座的金属层；
5)去除负型模而获得散热装置。
9.如权利要求8所述的散热装置制造方法，其特征在于：该正型模为开口蜂房式聚合体模板、聚氨酯泡棉及多孔塑胶基材中的一种。
10.如权利要求8所述的散热装置制造方法，其特征在于：该负型材料为陶瓷泥浆及石膏中的一种。
11.如权利要求8、9或10所述的散热装置制造方法，其特征在于：浇铸容器底部设有可与正型模配合的若干突起。
12.如权利要求8、9或10所述的散热装置制造方法，其特征在于：步骤2)还包括提供可与正型模配合的若干棱型模，并将棱型模也置于浇铸容器内并与正型模配合。
13.如权利要求8、9或10所述的散热装置制造方法，其特征在于：步骤4)中将熔融金属注入负型模的过程包括将两种不同的金属依次注入负型模。
14.如权利要求8所述的散热装置制造方法，其特征在于：负型模通过震荡、溶解或高压水柱冲刷方法中的至少一种方法去除。
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