一种风冷散热板及散热器

技术领域

本发明涉及芯片散热领域，特别涉及一种风冷散热板及散热器。

背景技术

芯片（中央处理器芯片、图形处理器芯片、IGBT芯片等）在工作过程中会产生热量，为了维持芯片的较好的运转，需要对芯片进行散热。

现有的芯片散热器通常采用压板和多个翅片连接，压板和翅片通过机加工的方式一体成型，成本较高，翅片和压板分开，压板通过真空钎焊或粘结的方式与翅片结合，工序比较复杂，效率较低，且容易出现接触热阻较大的问题，而且，通常的芯片散热器只能单面对芯片进行散热。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种风冷散热板及散热器，能够实现双层散热，降低接触热阻，良率高，且成本低。

为了解决上述问题，本发明提供一种风冷散热板，所述风冷散热板包括：

第一压板，所述第一压板的下表面形成有多个横向间隔开，且沿着纵向延伸的第一矩形凹槽，所述第一压板的上表面用于与芯片连接；

多个翅片，所述翅片连接在第一压板的下表面，所述翅片的横向的第一侧面的上部形成有第一凸起，且其下部形成有第二凸起，多个所述翅片的顶端一一对应地插入多个所述第一矩形凹槽，所述翅片的横向的第二侧面能够与所述第一矩形凹槽的侧壁相贴，所述第一凸起能够与第一矩形凹槽过盈配合；

第二压板，所述第二压板的上表面形成有多个横向间隔开，且沿着纵向延伸的第二矩形凹槽，多个所述翅片的底端一一对应地插入多个所述第二矩形凹槽，所述翅片的横向的第二侧面能够与所述第一矩形凹槽的侧壁相贴，所述第二凸起能够与第二矩形凹槽过盈配合，所述第二压板的下表面用于与芯片连接。

进一步地，所述第一凸起和所述第二凸起包括：

第一波浪状锯齿，所述第一波浪状锯齿的顶端形成为弧形、三角形或梯形， 且从其底端至顶端的横截面积逐渐变小，

当所述翅片插入所述第一矩形凹槽和所述第二矩形凹槽时，所述第一波浪状锯齿的顶端能够受到所述第一矩形凹槽和所述第二矩形凹槽的侧壁的挤压而坍塌。

进一步地，所述第一凸起距离所述翅片的顶面具有第一预定距离，所述第二凸起距离所述翅片的底面具有第二预定距离。

进一步地，所述翅片的横向的第二侧面的中部形成有横向突出的凸块，所述翅片的横向的第一侧面的中部形成有U型槽，

在相邻的两个所述翅片中，其中一个所述翅片的所述凸块能够容纳于另一个所述翅片的所述U型槽中，且所述凸块与所述U型槽之间存在预定缝隙，所述凸块沿着纵向延伸，贯穿所述翅片的横向的第二侧面，所述U型槽沿着纵向延伸，贯穿所述翅片的横向的第二侧面。

进一步地，所述凸块的上表面和/或下表面形成有第二波浪状锯齿。

进一步地，所述翅片在其横向的两个侧面上均形成有沿着竖向间隔开设置的隔条，所述隔条沿着纵向贯穿所述翅片的侧面。

进一步地，所述风冷散热板还包括：

两个侧板，两个所述侧板分别设置在横向最外侧的两个所述翅片的远离与其相邻的所述翅片的一侧，所述侧板与所述第一压板和所述第二压板相连，且其厚度大于所述翅片的厚度。

进一步地，两个所述侧板分别通过紧固件连接所述第一压板和所述第二压板的纵向的侧壁。

进一步地，两个所述侧板的顶端和底端分别向上和向下局部突出形成有卡块，所述第一压板的下表面及所述第二压板的上表面均形成有与所述卡块相配合的卡槽，所述卡块的侧壁形成有能够与所述卡槽过盈配合的第三凸起。

进一步地，所述翅片通过挤压工艺形成。

本发明还提供一种散热器，所述散热器包括：

风冷散热板，所述风冷散热板为上述所述的风冷散热板；

风机，所述风机面对所述风冷散热板的纵向的一端，以向所述风冷散热板吹风或吸风。

进一步地，所述风冷散热板包括两个侧板，所述散热器还包括：

半导体制冷片，所述半导体制冷片连接在至少一个所述侧板的外侧，以对所述侧板进行制冷；

两个温度检测器，两个所述温度检测器分别设置在所述第一压板的上表面和所述第二压板的下表面；

控制器，所述控制器连接两个所述温度检测器和所述半导体制冷片，以当两个温度检测器中的一个或两个检测到的温度高于预定温度，启动所述半导体制冷片。

由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

根据本发明的风冷散热板，第一压板的上表面和第二压板的下表面均能够与芯片连接，实现两层散热，提高利用率，翅片的顶端插入第一压板的第一矩形凹槽，翅片的底端插入第二压板的第二矩形凹槽，翅片的第一凸起与第一矩形凹槽过盈配合，且翅片的第二凸起与第二矩形凹槽过盈配合，过盈配合操作简便，效率高，在过盈配合中，第一压板和第二压板相互靠近，翅片的第一凸起和第二凸起均与第一矩形凹槽的侧壁发生挤压而坍塌，实现紧密接触和融合，降低接触热阻，翅片的横向的第二侧面与第一矩形凹槽的侧壁发生挤压，两者之间紧密贴合，增加接触面积，降低热接触热阻，提高换热效率，第一压板和第二压板逐渐靠近，第一矩形凹槽的顶壁和第二矩形凹槽的底壁能够接触并挤压翅片的顶面和底面，实现紧密贴合，降低接触热阻，第一凸起和第二凸起均位于翅片的横向的第一侧面，翅片的横向的第二侧面与第一矩形凹槽和第二矩形凹槽的侧壁均紧密相贴，使得翅片的竖向的受力方向竖直，能够避免在过盈配合中，翅片出现弯折而变形，提高产品良率，而且翅片可以通过挤压成型，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1是本发明一个实施例的风冷散热板的结构图；

图2是图1实施例的风冷散热板的主视图；

图3是图2中的A区域放大图；

图4是图1实施例的第二压板的结构图；

图5是图1实施例的翅片的结构图；

图6是图5中B区域放大图；

图7是根据本发明另一个实施例的风冷散热板的结构图；

图8是图7中的C区域放大图；

图9是根据本发明一个实施例的散热器的结构图。

附图标记：

1000、风冷散热板；1100、第一压板；1110、卡槽； 1200、第二压板；1210、第二矩形凹槽；1300、翅片；1310、基板；1320、凸块；1330、U型槽；1340、隔条；1350、第一凸起；1360、第二凸起； 1400、侧板；1410、第三凸起；2100、风机；2200、半导体制冷片。

实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

下面，说明本发明实施例的风冷散热板1000。

如图1至8所示，本发明实施例的风冷散热板1000包括：第一压板1100、多个翅片1300及第二压板1200。其中，横向、纵向及竖向如图1所示，其余附图中的横向、纵向及竖向参考图1。

首先，说明第一压板1100和多个翅片1300。第一压板1100的下表面形成有多个横向间隔开，且沿着纵向延伸的第一矩形凹槽，第一压板1100的上表面用于与芯片连接。翅片1300连接在第一压板1100的下表面，翅片1300的横向的第一侧面的上部形成有第一凸起1350，且其下部形成有第二凸起1360，多个翅片1300的顶端一一对应地插入多个第一矩形凹槽，翅片1300的横向的第二侧面能够与第一矩形凹槽的侧壁相贴，第一凸起1350能够与第一矩形凹槽过盈配合。

其中，在翅片1300初始插入第一矩形凹槽时，第一凸起1350的顶端突出第一矩形凹槽的侧壁的外侧，在翅片1300逐渐插入第一矩形凹槽过程中，第一凸起1350受到第一矩形凹槽的侧壁的挤压而塌陷，从而形成过盈配合。第一凸起1350受到第一矩形凹槽的侧壁挤压而坍塌，第一凸起1350能够与第一矩形凹槽的侧壁紧密接触且部分融合，两者之间的接触热阻较低，能够增加换热能力。

翅片1300的横向的第二侧面与第一矩形凹槽的侧壁能够贴紧（面接触），接触面积较大，从而能够增加换热能力，而且第二侧壁的单位面积的受力，相比第一凸起和第二凸起的单面面积受力要小，能够提供稳定的支撑，更有利于第一凸起和第二凸起的顶端的坍塌而实现过盈配合。而且，在过盈配合中，翅片1300的横向的第二侧面与第一矩形凹槽的侧壁发生挤压，而能够紧密贴在一起，能够降低翅片与第一压板、第二压板之间的接触热阻。

接着，说明第二压板1200。如图4所示，第二压板1200的上表面形成有多个横向间隔开，且沿着纵向延伸的第二矩形凹槽1210，多个翅片1300的底端一一对应地插入多个第二矩形凹槽1210，翅片1300的横向的第二侧面能够与第一矩形凹槽的侧壁相贴，第二凸起1360能够与第二矩形凹槽1210过盈配合，第二压板1200的下表面用于与芯片连接。

其中，在翅片1300初始插入第二矩形凹槽1210时，第二凸起的顶端突出第二矩形凹槽1210的侧壁的外侧，在翅片1300逐渐插入第二矩形凹槽1210过程中，第二凸起1360受到第二矩形凹槽1210的侧壁的挤压而塌陷，从而形成过盈配合。第二凸起1360受到第二矩形凹槽1210的侧壁挤压而坍塌，第二凸起1360能够与第二矩形凹槽1210的侧壁紧密接触，两者之间的接触热阻较低，能够增加换热能力。

翅片1300的横向的第二侧面与第二矩形凹槽1210的侧壁能够贴紧，接触面积较大，而且，在过盈配合中，翅片1300的横向的第二侧面与第二矩形凹槽1210的侧壁发生挤压，而能够紧密贴在一起，避免缝隙，能够降低接触热阻。

以上的风冷散热板1000，第一压板1100的上表面和第二压板1200的下表面均能够与芯片连接，实现两层散热，提高利用率，翅片1300的顶端插入第一压板1100的第一矩形凹槽，翅片1300的底端插入第二压板1200的第二矩形凹槽1210，翅片1300的第一凸起1350与第一矩形凹槽过盈配合，且翅片1300的第二凸起1360与第二矩形凹槽1210过盈配合，过盈配合操作简便，效率高，在过盈配合中，第一压板1100和第二压板1200相互靠近，翅片1300的第一凸起1350与第一矩形凹槽的侧壁发生挤压而坍塌，翅片1300的第二凸起1360与第二矩形凹槽1210的侧壁发生挤压而坍塌，实现紧密接触和融合，降低接触热阻，翅片1300的横向的第二侧面与第一矩形凹槽的侧壁发生挤压，两者之间紧密贴合，增加接触面积，降低热接触热阻，提高换热效率，第一压板1100和第二压板1200逐渐靠近，第一矩形凹槽的顶壁和第二矩形凹槽的底壁能够接触并挤压翅片1300的顶面和底面，实现紧密贴合，降低接触热阻，第一凸起1350和第二凸起1360均位于翅片1300的横向的第一侧面，翅片1300的横向的第二侧面与第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210的侧壁均紧密相贴，使得翅片1300的竖向的受力方向竖直，能够避免在过盈配合中，翅片1300出现弯折而变形，提高产品良率，而且翅片1300可以通过挤压成型，成本较低。而且，翅片可以用在多个相似的产品中（可以在第一压板的第一矩形凹槽和第二压板的第二矩形凹槽的数量可以增加或减少，且间距可以调整，只要调整第一压板和第二压板即可，翅片可以通用），增加通用性。

在本发明一些实施例中，第一凸起1350和第二凸起1360包括第一波浪状锯齿。第一波浪状锯齿的顶端形成为弧形、三角形或梯形， 且从其底端至顶端的横截面积逐渐变小，当翅片1300插入第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210时，第一波浪状锯齿的顶端能够受到第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210的侧壁的挤压而坍塌。

如图3所示，第一波浪状锯齿的顶端形成为等腰梯形，在第一波浪状锯齿与第二矩形凹槽1210的侧壁发生挤压过程中，其顶端的横截面积较小，单位面积受力则更大，更容易发生坍塌，其底端的横截面积较大，单位面积受力小，则能够提供稳定地支撑，稳定地抵接第二矩形凹槽1210的侧壁。

而且，在波浪状锯齿与第一矩形凹槽、第二矩形凹槽挤压过程中，波浪状锯齿的顶端会磨损掉，从而能够增加翅片1300与第一矩形凹槽/第二矩形凹槽的接触面积，降低接触热阻。

需要说明的是只是可选的示例，这里对波浪状锯齿的顶端的形状不作限定，任何从其底端至顶端的横截面积逐渐变小的形成均应该理解在本发明范围内。

进一步地，第一凸起1350距离翅片1300的顶面（最顶端的平面）具有第一预定距离，第二凸起1360距离翅片1300的底面（最底端的平面）具有第二预定距离。

如图3所示，第二凸起1360距离翅片1300的底面具有第二预定距离α。在初定位过程中（翅片1300的顶端和底端分别插入第一压板1100的第一矩形凹槽，以及第二压板1200的第二矩形凹槽1210，且在过盈配合之前的过程），将翅片1300的顶端和底端分别插入第一压板1100的第一矩形凹槽和第二压板1200的第二矩形凹槽1210，没有第一凸起1350的翅片1300的顶端和没有第二凸起1360的翅片1300的底端能够较好地容纳于第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210，避免翅片1300倾倒而无法实现初定位，且避免后续的第一压板1100和第二压板1200相互靠近，实现与翅片1300过盈配合的过程中翅片1300容易出现弯曲变形的情况。

其中，第一预定距离和第二预定距离可以根据翅片1300在第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210中初定位过程中翅片1300所允许的最大倾斜角度而设定。

在本发明一些实施例中，翅片1300的横向的第二侧面的中部形成有横向突出的凸块1320，翅片1300的横向的第一侧面的中部形成有U型槽1330，在相邻的两个翅片1300中，其中一个翅片1300的凸块1320能够容纳于另一个翅片1300的U型槽1330中，且凸块1320与U型槽1330之间存在预定缝隙。

如图5和图6所示，翅片1300的横向的第二侧面的中部形成有两个凸块1320，其横向的第一侧面的中部形成有两个U型槽1330。

在初定位过程中，相邻的两个翅片1300中，其中一个翅片1300的凸块1320能够横向插入另一个翅片1300的U型槽1330中，凸块1320与U型槽1330之间存在预定缝隙，使得相邻的翅片1300能够小角度倾斜，能够避免翅片1300出现大角度倾斜而出现弯折形变的情况。

而且，初定位过程中，以及第一压板1100和第二压板1200压合翅片1300的过程中，翅片1300会出现小的晃动，预定缝隙能够留有翅片1300小角度倾斜的空间，避免此晃动造成凸块1320与U型槽1330干涉，而出现凸块1320和U型槽1330损坏的情况。

而且，此凸块1320和U型槽相互配合，能够增加翅片1300的竖直度，降低翅片1300的中部的形变，尤其适用于翅片1300相对较薄的情况。

可选地，凸块1320沿着纵向延伸，贯穿翅片1300的横向的第二侧面，U型槽1330沿着纵向延伸，贯穿翅片1300的横向的第一侧面。由此，能够更加便于第一压板1100、第二压板1200及翅片1300实现初定位，且降低翅片1300的中部的变形，而且能够增加换热面积，提高换热能力，增大换热量。

进一步地，凸块1320的上表面和/或下表面形成有第二波浪状锯齿。

也就是说，即使在第一压板1100和第二压板1200压合翅片1300，实现过盈配合的过程中，凸块1320与U型槽1330出现干涉，第二波浪状锯齿的顶端受到挤压而坍塌，避免凸块1320或U型槽1330出现整体的弯折，或造成翅片1300的顶端和底端无法完全插入第一矩形凹槽和第二矩形凹槽1210的情况。

在本发明一些实施例中，翅片1300在其横向的两个侧面上均形成有沿着竖向间隔开设置的隔条1340，隔条1340沿着纵向贯穿翅片1300的侧面。

如图5所示，在翅片1300的基板1310的横向的两侧设置纵向延伸的隔条1340，通过隔条1340能够进一步增加换热面积，提高换热能力。

在本发明一些实施例中，风冷散热板1000还包括两个侧板1400，两个侧板1400分别设置在横向最外侧的两个翅片1300的远离与其相邻的翅片1300的一侧，侧板1400与第一压板1100和第二压板1200相连，且其厚度大于翅片1300的厚度。

如图1和图7所示，通过两个侧板1400能够提高风冷散热板1000的结构的稳定性，且翅片1300相对较薄，通过较厚的侧板1400能够较好地保护翅片1300，避免翅片1300受到外界的磕碰而造成损坏。

进一步地，两个侧板1400分别通过紧固件连接第一压板1100和第二压板1200的纵向的侧壁。或，两个侧板1400的顶端和底端分别向上和向下局部突出形成有卡块，第一压板1100的下表面及第二压板1200的上表面均形成有与卡块相配合的卡槽1100，卡块的侧壁形成有能够与卡槽1100过盈配合的第三凸起1410。

也就是说，侧板与第一压板1100和第二压板1200的连接结构包括两种：

结构一、如图1所示，螺栓（紧固件）贯穿侧板1400的上部，且与第一压板1100螺纹连接，或螺栓（紧固件）贯穿侧板1400的下部，且与第二压板1200螺纹连接。其中，紧固件可以是螺栓、螺钉等。此结构通过紧固件固定，能够方便拆卸，而且使用紧固件能够使得侧板1400，与第一压板1100和第二压板1200连接紧密，降低接触热阻。

结构二、如图7和图8所示，侧板1400的顶部局部向上突出形成有卡块，卡块的侧壁形成有第三凸起1410，第一压板1100的下表面形成有卡槽1100，第三凸起1410能够与卡槽1100过盈配合。在初定位过程中，翅片1300和侧板1400均与第一压板1100和第二压板1200组合，在第一压板1100和第二压板1200相互靠近过程中，侧板1400相对于翅片1300的厚度较厚，即使第一压板1100和第二压板1200过压，也不会造成相对较薄的翅片1300完全变形，能够在风冷散热板1000制作过程中，保护翅片1300。而且，第三凸起1410与卡槽1100过盈配合，也能够降低侧板和第一压板、第二压板的接触热阻。

在本发明一些实施例中，翅片1300通过挤压工艺形成。

挤压工艺可以包括：将铝棒进行加热，铝棒抵接模具（可以预定缝隙）的一个端面，软化后的铝棒受到推力的作用，从预定缝隙中挤压出长条状板材，对长条状板材进行分切，从而形成翅片1300。此工艺方法能够高效且简便地形成翅片1300，结构稳定，满足大批量作业的需求。

下面，说明本发明实施例的散热器。

如图9所示，散热器包括风冷散热板1000和风机2100。风冷散热板1000为上述实施例的风冷散热板1000。风机2100面对风冷散热板1000的纵向的一端，以向风冷散热板1000吹风或吸风。

在使用过程中，风冷散热板1000的上表面和下表面均可以连接芯片，风机2100面对翅片1300吹风或吸风，风经过翅片1300的表面，对翅片1300的表面进行冷却，翅片1300将低温传递至芯片，从而能够对芯片进行降温。

进一步地，风冷散热板1000包括两个侧板1400，散热器还包括半导体制冷片2200、两个温度检测器及控制器。半导体制冷片2200连接在至少一个侧板1400的外侧，以对侧板1400进行制冷。两个温度检测器分别设置在第一压板1100的上表面和第二压板1200的下表面。控制器连接两个温度检测器和半导体制冷片2200，以当两个温度检测器中的一个或两个检测到的温度高于预定温度，启动半导体制冷片2200。

如图9所示，在侧板1400的外表面设置半导体制冷片2200。半导体制冷片2200安装方便，且功耗较少。

例如，当温度检测仪检测到第一压板1100的上表面的温度高于预定温度，说明风机2100散热异常，或环境温度过高，此时，控制器启动半导体制冷片2200对侧板1400进行降温，侧板1400将温度传递至第一压板1100，从而能够快速对第一压板1100上的芯片进行及时降温，避免芯片过热而影响其运行。而且，风机2100能够使得风冷散热板1000和芯片的周围空气加快流动，避免风冷散热板1000和芯片因为半导体制冷片2200的制冷而结霜。由此，能够在芯片温度过高情况下，及时降温，保护芯片，且在芯片温度正常情况下，半导体制冷片2200不启动，仅仅风机2100启动，能够降低能耗。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。