具有改进的热导率的散热器

技术领域

本发明的技术领域是用于电子设备的散热器，并且更具体地，是由复合材料制成的这种散热器。

背景技术

电子部件通过焦耳效应产生热量释放，只要部件以隔离的方式布置并且处于促进散热的环境中，这是没有后果的。然而，一旦它们被用在电路板中或集成到集成电路中，例如处理器中，电子部件的热量释放就会成为问题。功率电子部件也是如此，例如MOSFET（“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”的缩写，金属氧化物半导体场效应晶体管）。

实际上，如果从这种电路板或处理器的电子部件释放的热量与从这种电路板或处理器散发的热量不均衡，则电路板或处理器可能会经历显著的温度升高。这种温度升高会降低电子部件的使用寿命，甚至会限制它们的运行或损坏它们。

为了避免这种情况，通常的做法是使用由导热材料制成的散热器，该散热器布置成基本上与作为要被移除的热量释放源的电子部件接触。铝通常用于这种散热器，因为其成本低，制造过程中易于使用，并且热导率好。铜也可以被使用，因为它的热导率更好，尽管较高的密度使得铜散热器比铝散热器更重。

在一些情况下，导热化合物被布置在电子部件和散热器之间，以增强接触区域的表面积和热导率。这种导热化合物可以是半流体或导热垫片（thermal-pad）型的。

通过不断降低在汽车环境中容许的污染水平，有必要提高安装在汽车中的各种装置的效率，特别是就其质量方面而言。具体地，减小车辆的总质量使得可以降低污染水平和增加机动车辆的最大行程。

为此，需要改进用于调节各种车载计算机温度的各种散热器的质量。

发明内容

本发明涉及一种散热器，该散热器包括第一面和第二面，其中第一面与产生要被移除的热量的电子部件接触，第二面与介质接触，由电子部件产生的热量散发到该介质中，该散热器包括至少一个用于增强热导率的装置，该装置包括圆顶形表面、销和围绕销的侧向旋转部分， 圆顶形表面连接到销的一个端部和侧向旋转部分，圆顶形表面布置在第二面侧，销的自由端部布置在第一面侧。

散热器可以由包含石墨纤维的材料制成，该石墨纤维在复合基质（matricecomposite）中保持基本平行。

第二面可以设置有至少一个用于增加散热器与介质的交换表面积的装置，特别是散热片，由电子部件产生的热量散发到该介质中。

两个相邻的用于增强热导率的装置可以通过它们的侧向旋转部分连接。

在用于增强热导率的装置中，销的宽度可以等于侧向旋转部分的厚度。

用于增强热导率的装置的侧向旋转部分可以与所述用于增强热导率的装置的销成30°角。

散热器可以包括可移除的附接装置。

附图说明

本发明的其它目的、特征和优点将通过阅读下面作为非限制性的示例并参考附图给出的描述而变得显而易见，其中：

–图1示出了根据本发明的散热器的剖视图，

–图2示出了根据本发明的散热器的用于增强热导率的装置的剖视图，以及

–图3示出了根据本发明的散热器的鸟瞰图。

具体实施方式

发明者有了使用一种革新的复合材料通过注射或模制来形成散热器的想法。

这种材料包括复合基质中的石墨纤维。应该记得，石墨是碳的一种特殊晶形，形成薄片的堆叠，每个薄片具有完全由碳形成的蜂窝结构，并形成单晶体。这种晶体在薄片平面内的热导率特别好，大约为168 W/mK。从一个薄片到下一薄片的热导率取决于薄片所在介质（这里是复合基质）的热导率。聚酰胺复合基质的热导率约为0.25 W/mK，并根据聚合度而变化。作为对比，铝的热导率是250 W/mK。

该材料具有特定的特征，即石墨纤维被定向成基本上彼此平行并且垂直于要散热的表面，例如装置的表面。通过这样做，该材料在平行于石墨纤维平面的平面中的方向上表现出第一热导率，在垂直于石墨纤维平面的方向上表现出第二热导率。第一热导率约为14W/mK，高于第二热导率，第二热导率约为5 W/mK。

这种材料与散热器的特定形状相结合，这使得可以保持材料的热导率的取向特性。

根据本发明的散热器采取与电路板或处理器的表面相匹配的板的形状，该电路板或处理器包括产生要散发的热量的部件。

图1示出了散热器1的剖视图，该散热器包括与产生要被移除的热量的部件接触的第一面2和与介质接触的第二面3，由部件产生的热量散发到该介质中。

在一个特定实施例中，第二面3设有至少一个用于增加交换表面积的装置4，例如散热片。

第二面3还包括至少一个圆顶形表面5，其对应于第一面2上的销6的第一端部。销6的第二端部与产生要散发的热量的部件的至少一部分直接或间接接触，这些热量可能通过导热膏类型的导热化合物散发。

仍然在图1的截面中，可以看到销6的第一端部在两侧连接到侧向旋转部分7，其在第二表面3侧的外表面部分地包括在圆顶形表面5中。

圆顶形表面5、销6和相应的侧向旋转部分7形成了用于增强热导率的装置。根据本发明的散热器1可以包括多个用于增强热导率的装置，每个装置通过它们的侧向旋转部分7连接。

图2更详细地示出了用于增强热导率的装置。从图中可以看出，销6的宽度等于侧向旋转部分7的厚度。还可以看出，侧向部分相对于彼此成60°角。最后，圆顶形表面的曲率半径为3。这种尺寸可以在注射成型过程中最好地保持成型材料中石墨纤维的排列。

因此，获得了一种用于增强热导率的装置，其中热导率在穿过散热器厚度的方向上最佳。

图3示出了根据本发明的散热器的鸟瞰图，该散热器包括五个用于增强热导率的装置，其以凸起方式布置，以便允许用于增强热导率的装置与相对布置的电子部件或处理器接触。可以看出，每个用于增强热导率的装置包括由呈井的形式的旋转表面7a围绕的销6，该井是由侧向旋转部分7的内表面围绕相应的销6的旋转轴线旋转产生的。

散热器还设置有肩部，使得能够密封布置有散热器1的电路板上的部件。可以提供附接装置，以便通过如图3所示的螺钉和相应的孔或者通过任何其他可拆卸的附接装置将散热器1附接到相应的电路板。