一种散热器及其散热翅片

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别涉及一种散热翅片。本发明还涉及一种散热器。

背景技术

随着电子设备的功率不断提升，电子散热技术也逐渐成为限制电子技术发展的瓶颈问题。特别是针对被动式散热方式而言，由于没有外部风机或泵的强迫对流来增强换热能力，通常仅能通过提高散热器结构和散热翅片效率来提高散热能力，所以如何通过结构的优化和开发高导热，高效率的散热翅片成为了目前工程亟待解决的问题。

提高散热器效率的有效途径有：优化散热翅片间距和结构，使得自然对流换热效果最佳；优化散热翅片材料增强导热系数，使得散热翅片的温度更均匀提高翅片效率。而散热器尺寸常常会受到多方面，因此提高散热翅片的导热系数，增大翅片效率成为了主要的提高方向。

在现有技术中，一般通过吹胀板依靠重力回流形成两相的循环，该方案由于采用了重力回流的形式，所以翅片的导热性能沿垂向有很大差异，冷凝的冷媒在重力的作用下向下流动，如此导致翅片的上半部分没有冷凝冷媒回流润湿，无法发生相变换热，散热能力大幅下降。

因此，如何保证散热翅片在高度方向上的不同位置均能进行相变换热，提高散热性能，同时降低散热成本，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种散热翅片，能够在高度方向上的不同位置均进行相变换热，提高散热性能，同时降低散热成本。本发明的另一目的是提供一种散热器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种散热翅片，包括与散热基板表面相连并用于吸收其热量的纵梁、设置于所述纵梁上并互相扣合形成密闭空腔的至少两块散热立板，以及沿垂向层次分布于至少一块所述散热立板的内壁面上的若干块冷凝板，所述密闭空腔内填充有相变冷媒，且各块所述冷凝板均与水平面呈预设夹角，以使所述相变冷媒冷凝后在重力作用下沿所述冷凝板表面运动至所述纵梁处。

优选地，所述散热立板设置有两块，且其内侧端分别连接于所述纵梁的两侧；两块所述散热立板的顶端、底端和外侧端均一体成型相连。

优选地，两块所述散热立板的内壁面上均设置有所述冷凝板。

优选地，两块所述散热立板上的各块所述冷凝板在垂向方向上的分布位置互相错开。

优选地，各块所述冷凝板与所在的所述散热立板的内壁面呈预设夹角，以使各块所述冷凝板的顶面与所在的所述散热立板的内壁面之间形成用于蓄积一定量所述相变冷媒的回流通道。

优选地，所述回流通道的二面夹角为60°～90°。

优选地，各块所述冷凝板均为楔形板，且所述楔形板的底面为用于使所述相变冷媒遇冷相变并在重力作用下滑落的冷凝坡面。

优选地，还包括连接于各块所述散热立板的内壁面之间、用于提高结构强度的若干根支撑连杆。

优选地，各所述支撑连杆分别连接于相邻两块所述散热立板上的各块所述冷凝板的冷凝坡面之间。

本发明还提供一种散热器，包括散热基板和设置于所述散热基板表面上的若干片散热翅片，其中，所述散热翅片具体为上述任一项所述的散热翅片。

本发明所提供的散热翅片，主要包括纵梁、散热立板和冷凝板。其中，纵梁与散热基板的表面(一般为侧面)相连，并且沿垂向(高度方向)分布，主要用于吸收散热基板上从电子元器件上传递过来的热量，同时作为后续的散热立板的安装基础。散热立板设置在纵梁上，并且同时设置有至少两块，各块散热立板在纵梁上互相扣合形成密闭空腔，在密闭空腔内填充有相变冷媒，以利用密闭空腔作为相变冷媒进行相变换热的场所。冷凝板设置在散热立板的内壁面上，一般在散热立板的内表面上沿着垂向方向层次分布有多块，主要用于使相变冷媒遇冷相变而重新冷凝。重要的是，各块冷凝板均与水平面呈预设夹角，即倾斜分布在散热立板的内壁面上，如此，当相变冷媒在遇冷相变冷凝后，将在重力作用下沿着各块冷凝板的表面流动(或滑动)，直至流动至纵梁处。由于纵梁与散热基板表面相连，因此相变冷媒能够顺利地重新对散热基板进行换热。因此，本发明所提供的散热翅片，相变冷媒在密闭空腔的底部从散热基板处吸热后，产生相变并逐渐上升至密闭空腔的顶部，途中碰到各块冷凝板后在冷凝板处遇冷凝结，并在重力作用下沿着倾斜设置的冷凝板流回到散热基板表面上，重新对散热基板进行换热，期间，由于各块冷凝板沿着散热立板的高度方向密布，因此相变冷媒能够在充满密闭空腔后，同时在散热立板的高度方向上的不同位置处对散热基板进行换热，从而大幅提高散热性能，同时降低散热成本。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1中所示的散热立板的表面结构示意图。

图3为散热翅片的工作原理示意图。

其中，图1—图3中：

水平倾角—α，垂直倾角—β；

纵梁—1，散热立板—2，冷凝板—3，回流通道—4，支撑连杆—5；

内侧端—21，外侧端—22，顶端—23，底端—24，顶面—31，冷凝坡面—32。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，散热翅片主要包括纵梁1、散热立板2和冷凝板3。

其中，纵梁1与散热基板的表面(一般为侧面)相连，并且沿垂向(高度方向)分布，主要用于吸收散热基板上从电子元器件上传递过来的热量，同时作为后续的散热立板2的安装基础。

散热立板2设置在纵梁1上，并且同时设置有至少两块，各块散热立板2在纵梁1上互相扣合形成密闭空腔，在密闭空腔内填充有相变冷媒，以利用密闭空腔作为相变冷媒进行相变换热的场所。同时，利用散热立板2的外表面将热量发散到空气中。一般的，相变冷媒为气-液态冷媒。

冷凝板3设置在散热立板2的内壁面上，一般在散热立板2的内表面上沿着垂向方向层次分布有多块，主要用于使相变冷媒遇冷相变而重新冷凝。重要的是，各块冷凝板3均与水平面呈预设夹角(图示水平倾角α，一般为15°～30°)，即倾斜分布在散热立板2的内壁面上，如此，当相变冷媒在遇冷相变冷凝后，将在重力作用下沿着各块冷凝板3的表面流动(或滑动)，直至流动至纵梁1处。由于纵梁1与散热基板表面相连，因此相变冷媒能够顺利地重新对散热基板进行换热。

因此，本实施例所提供的散热翅片，相变冷媒在密闭空腔的底部从散热基板处吸热后，产生相变并逐渐上升至密闭空腔的顶部，途中碰到各块冷凝板3后在冷凝板3处遇冷凝结，并在重力作用下沿着倾斜设置的冷凝板3流回到散热基板表面上，重新对散热基板进行换热，期间，由于各块冷凝板3沿着散热立板2的高度方向密布，因此相变冷媒能够在充满密闭空腔后，同时在散热立板2的高度方向上的不同位置处对散热基板进行换热，从而大幅提高散热性能，同时降低散热成本。

在关于散热立板2的一种优选实施方式中，该散热立板2可在纵梁1上同时设置两块。具体的，为增大纵梁1与散热基板的接触面积，纵梁1具体可呈长条状的矩形板结构。而两块散热立板2具体可分别设置在纵梁1的两侧位置，并且两块散热立板2的内侧端21可分别与纵梁1的两侧相连。同时，为方便形成密闭空腔，提高密闭空腔的密封性能，本实施例中，两块散热立板2的顶端23与顶端23一体成型相连，同时两块散热立板2的底端24与底端24以及外侧端22与外侧端22均一体成型相连。整体上看，散热翅片呈内部中空的矩形薄板状。

对于冷凝板3，该冷凝板3可仅分布在其中一块散热立板2的内壁面上，也可以同时分布在两块散热立板2的内壁面上，为提高散热效率，一般选用后者实施例，如此设置，能够提高相变冷媒的物态变化速率，加快换热效率。

进一步的，考虑到相变冷媒在密闭空腔的底部吸热相变后，从液态转化为气态，同时沿着高度方向逐渐上升至密闭空腔的顶部，为保证相变冷媒的上升运动顺畅，本实施例中，相邻两列冷凝板3在垂向方向上形成交错分布。即其中一块散热立板2上的各块冷凝板3，与另一半散热立板2上的各块冷凝板3分别处于不同高度位置。如此设置，相变冷媒在相变为气态并逐渐上升时，在密闭空腔内不会出现明显的容积扩大和缩小，相变冷媒的流速较稳定，分布较均匀。当然，若相邻两列冷凝板3的高度位置相同，则会在密闭空腔内形成规律的扩张—收缩的气体通道，对散热性能具有一定影响。

此外，由于各块散热立板2形成了一个上下连通的密闭空腔中，因此相变冷媒吸热形成的蒸汽能够一直沿着高度方向上升至密闭空腔中，流动效率较高，并且在注液时，仅需设计一个注液口即可，结构更加简单，加工更加方便，相比于吹涨板的蒸汽通道形式，本实施例的密闭空腔结构对气态相变冷媒扩散的阻力更小，冷凝面积更大，因此具有更好的换热效果。

如图2、图3所示，图2为图1中所示的散热立板2的表面结构示意图，图3为散热翅片的工作原理示意图。

在关于冷凝板3的一种优选实施方式中，考虑到气态相变冷媒在遇冷凝结后顺着冷凝板3的表面流动至纵梁1处，为提高冷凝板3对相变冷媒的附着程度，防止相变冷媒遇冷凝结后掉落当前高度位置，本实施例中，各块冷凝板3的朝向与所在的散热立板2的内壁面呈预设夹角(图示垂直倾角β)，相当于各块冷凝板3斜插在散热立板2的内壁面上。如此设置，在各块冷凝板3的顶面31与散热立板2的内壁面之间即形成了一定倾角空间，该空间可用于蓄积一定量的液态相变冷媒，同时可使液态相变冷媒顺着倾角空间流回至纵梁1处，因此该倾角空间为液态相变冷媒的回流通道4。具体的，该回流通道4的二面夹角(即垂直倾角β)一般为60°～90°，即冷凝板3在散热立板2的内壁面上朝上方倾斜，若该角度过小，则回流量不足；若该角度过大，则回流液体容易溢出。

当然，如果为了降低加工复杂性，回流通道4的二面夹角也可以处于90°～180°之间，如此冷凝板3将在散热立板2的内壁面上朝下方倾斜，可以增强液态相变冷媒回流至不同基板高度的能力。

进一步的，为方便气态相变冷媒在冷凝板3上遇冷凝结，本实施例中，各块冷凝板3均为楔形板，其整体结构呈长条楔形状，其横截面形状呈斜三角形。如此设置，各块冷凝板3均具有两个外露表面，按照垂向方向分为在上的顶面31与在下的底面。其中，顶面31与底面均为斜面，而底面的表面积一般更大，主要用于与气态相变冷媒接触，使得气态相变冷媒在底面上遇冷凝结，形成液态相变冷媒，因此，该底面为冷凝坡面32。同时，对于垂向相邻的两块冷凝板3而言，液态相变冷媒从在上冷凝板3的底面顺流而下，直至到达在下冷凝板3的顶面31处，即在下冷凝板3的回流通道4中进行蓄积，同时回流至纵梁1处。

另外，考虑到散热翅片整体为空心结构，为提高结构强度，本实施例在各块散热立板2之间增设了若干根支撑连杆5，以将各块散热立板2互相连接。具体的，各根支撑连杆5可分别连接在各块散热立板2的内壁面之间。同时，为避免对各块冷凝板3的回流通道4造成阻挡，本实施例中，各根支撑连杆5具体连接在相邻两列冷凝板3的冷凝坡面32(底面)之间，如此设置，仅改变了液态相变冷媒顺着冷凝坡面32的流动路径，完全避开了回流通道4。

本实施例还提供一种散热器，主要包括散热基板和设置在散热基板表面上的若干片散热翅片，其中，该散热翅片的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。