CN207800588U - 一种液态金属散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液态金属散热器，属于散热器领域。本实用新型的一种液态金属散热器，包括与芯片相连的接头，所述接头与散热部相连，所述散热部包括若干迂回形管道，所述管道的一端与泵相连，所述管道的另一端与接头相连；所述管道外壁均布有若干翅片，所述翅片内具有空腔，所述空腔内填充有泡沫金属。本实用新型的一种液态金属散热器具有结构简单，针对高集成度芯片，采用液态金属为冷却介质，提供高散热效率，使用安全，性能稳定的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热器，特别是一种液态金属散热器。
背景技术
随着电路集成度在如摩尔定律的预测下进步日新月异，其工作性能和发展潜力与散热技术息息相关。尽管全球科技产业界先后探索了风冷，热管、水冷及其衍生技术等散热方式，但随着更高功率密度器件的大规模应用，这些传统散热技术日渐趋近极限。
金属一般具有远高于非金属材料的热导率，因而在一些特殊场合具有重要用途。如计算机一般在天气温度范围内，若能在这一温区内将液态金属作为冷却流体，则可望产生很好的散热性能。液态金属是一类低熔点的共晶合金，它在常温下是液态，可以像水一样自由流动，但却拥有金属的特性，其导热能力和比热容远远高于传统的水等导热介质，是新一代革新性的理想导热介质。液体金属技术主要应用于满足消费类电子、计算机通讯、航空航天等领域的散热需求。
但是现有技术的散热器在使用液态金属作为冷却介质时，不仅散热效率不够高，且液态金属会对现有的散热器具有强烈的腐蚀作用，在使用过程中易泄露，造成使用过程的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单，针对高集成度芯片，采用液态金属为冷却介质，提供高散热效率，使用安全，性能稳定的芯片用散热器。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型的一种液态金属散热器，包括与芯片相连的接头，所述接头与散热部相连，所述散热部包括若干迂回形管道，所述管道的一端与泵相连，所述管道的另一端与接头相连；所述管道外壁均布有若干翅片，所述翅片内具有空腔，所述空腔内填充有泡沫金属。
由于采用了上述技术方案，芯片通过接头与散热器直接相连，接头由钛合金制成，导热率高，能够迅速将芯片上产生的热量传递至散热部中，液态金属作为冷却介质在管道中流动，通过其高的导热率将热量散发至外部。翅片能够增加散热表面，提高整体散热器的散热率，有效减小散热部的体积，结构合理简单。翅片中设有空腔填充泡沫金属，能够大幅度提升翅片的热传导率。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述管道和翅片均由钛合金制成。
由于采用了上述技术方案，钛合金不仅具有良好的导热性能，同时液态金属不会对钛合金造成腐蚀影响，能够延长散热器使用寿命，使其在使用过程中更加稳定安全。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述泡沫金属的孔隙度为80%~95%。
由于采用了上述技术方案，泡沫金属的孔隙度越高对翅片的散热性能有正面增益的效果，但是当泡沫金属的孔隙度上升至一定高度时，翅片散热性能的增幅较小，在87.4%时达到最高值，之后处于较平稳态，因此，在80%~95%段为最佳取值范围，优选的，87.4%为最佳值。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述管道的个数为2个，所述管道沿竖直方向平行设置。
由于采用了上述技术方案，散热器的结构设计合理，便于生产和实际应用。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述接头设置于散热部的下方，所述接头沿水平方向设置。
由于采用了上述技术方案，接头内部可以设有空腔，也可不设有空腔。接头内部设有空腔，空腔与管道连通，冷却介质能够在接头中流动，接头将芯片的产生的热量直接传到至冷却介质中，加快接头的传热效率。接头内部不设有空腔，接头厚度为0.2~0.4cm，接头在这一厚度范围内，具有较好的传热效率。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述翅片两两之间的间距为0.5~0.8cm。
由于采用了上述技术方案，翅片之间的间距较为合理，不会因为间距过小，导致翅片间热量堆积，影响散热效果。
本实用新型的一种液态金属散热器，所述散热部外表面设有若干风扇。
由于采用了上述技术方案，风扇能够加快散热部内的空气流动，加快散热效率，提高换热效率。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、结构简单，合计合理，有效针对高集成度芯片，采用液态金属为冷却介质，提供高散热效率，使用安全，性能稳定。
2、散热部的体积较小，方便生产和实用，换热效率高，有效的散热表面积大，单位体积液态金属的分布率较高，单位面积的散热效率较高。
附图说明
图1是一种液态金属散热器的结构示意图；
图2是翅片的结构示意图。
图中标记：1为管道，2为翅片，3为风扇，4为泵，5为接头。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1至图2所示，一种液态金属散热器，包括与芯片相连的接头5，接头5与散热部相连，散热部包括2个迂回形管道1，管道1的一端与泵4相连，管道1的另一端与接头5相连。
管道1和翅片2均由钛合金制成。管道1设有3个迂回部，迂回部的圆心角为180°，管道1沿竖直方向设置，两个管道1平行设置，接头5设置于散热部的下方，接头5沿水平方向设置，接头5的厚度为0.2cm，冷却介质通过泵4提供压力在管道1内部流通，泵4的流量5mL/s。
管道外壁均布有若干翅片2，翅片2内具有空腔，空腔内填充有泡沫金属。泡沫金属的孔隙度为80%，翅片2上表面和下表面均为光滑表面，翅片2的厚度为0.4mm，翅片2沿水片方向设置，翅片2的竖直侧面在同一平面上，翅片2两两之间的间距为0.5cm，散热部外表面设有2个风扇3。
该芯片散热器的传热系数为37W/（m2，℃），传热能力为399.6W。
实施例2
如图1至图2所示，一种液态金属散热器，包括与芯片相连的接头5，接头5与散热部相连，散热部包括2个迂回形管道1，管道1的一端与泵4相连，管道1的另一端与接头5相连。
管道1和翅片2均由钛合金制成。管道1设有3个迂回部，迂回部的圆心角为180°，管道1沿竖直方向设置，两个管道1平行设置，接头5设置于散热部的下方，接头5沿水平方向设置，接头5的厚度为0.4cm，冷却介质通过泵4提供压力在管道1内部流通，泵4的流量8mL/s。
管道外壁均布有若干翅片2，翅片2内具有空腔，空腔内填充有泡沫金属。泡沫金属的孔隙度为95%，翅片2上表面和下表面均为光滑表面，翅片2的厚度为0.6mm，翅片2沿水片方向设置，翅片2的竖直侧面在同一平面上，翅片2两两之间的间距为0.8cm，散热部外表面设有2个风扇3。
该芯片散热器的传热系数为40W/（m2，℃），传热能力为432.0W。
实施例3
如图1至图2所示，一种液态金属散热器，包括与芯片相连的接头5，接头5与散热部相连，散热部包括2个迂回形管道1，管道1的一端与泵4相连，管道1的另一端与接头5相连。
管道1和翅片2均由钛合金制成。管道1设有3个迂回部，迂回部的圆心角为180°，管道1沿竖直方向设置，两个管道1平行设置，接头5设置于散热部的下方，接头5沿水平方向设置，接头5的厚度为0.3cm，冷却介质通过泵4提供压力在管道1内部流通，泵4的流量7mL/s。
管道外壁均布有若干翅片2，翅片2内具有空腔，空腔内填充有泡沫金属。泡沫金属的孔隙度为87%，翅片2上表面和下表面均为光滑表面，翅片2的厚度为0.5mm，翅片2沿水片方向设置，翅片2的竖直侧面在同一平面上，翅片2两两之间的间距为0.6cm，散热部外表面设有2个风扇3。
该芯片散热器的传热系数为39W/（m2，℃），传热能力为421.2W。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种液态金属散热器，其特征在于：包括与芯片相连的接头（5），所述接头（5）与散热部相连，所述散热部包括若干迂回形管道（1），所述管道（1）的一端与泵（4）相连，所述管道（1）的另一端与接头（5）相连；所述管道外壁均布有若干翅片（2），所述翅片（2）内具有空腔，所述空腔内填充有泡沫金属。
2.如权利要求1所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述管道（1）和翅片（2）均由钛合金制成。
3.如权利要求1或2所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述泡沫金属的孔隙度为80%~95%。
4.如权利要求3所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述管道（1）的个数为2个，所述管道（1）沿竖直方向平行设置。
5.如权利要求4所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述接头（5）设置于散热部的下方，所述接头（5）沿水平方向设置。
6.如权利要求4或5所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述翅片（2）两两之间的间距为0.5~0.8cm。
7.如权利要求6所述的一种液态金属散热器，其特征在于：所述散热部外表面设有若干风扇（3）。
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| CN201620773979.0U CN207800588U (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种液态金属散热器 |
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