採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置的製作方法

2023-05-02 15:49:36

專利名稱：採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置。
背景技術：
隨著半導體技術的飛速發展，集成電路晶片的集成度不斷提高，晶片的工作頻率也不斷提高，集成電路晶片的發熱量大大地增加了。尤其在計算機領域，高主頻CPU的散熱問題也越來越成為一個不容忽視的問題。例如INTEL公司Prescott處理器發熱量驚人，達到120W，而計劃中的Smithfield處理器發熱量更達到130W。
目前最普遍使用的散熱方法是CPU產生的熱量直接傳遞到散熱片，再由快速轉動的風扇將散熱片蓄積的熱量帶走。採用鋁銅結合的散熱器比純鋁散熱器好的散熱效果，但由於處理器發熱量的不斷增加，鋁銅結合的散熱器已經不能滿足處理器的散熱需求，人們不得不使用成本高昂的純銅散熱器或熱管散熱器。

發明內容
本實用新型的目的是設計一種主體結構可以採用擠壓工藝製造的、成本低、效率高的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置。
本實用新型通過以下技術解決方案實現包括傳熱肋片、底板、散熱風扇的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，底板外表面與集成電路上表面緊密貼合，鋁擠壓散熱體外表面設置肋片，肋片的母線平行於鋁擠壓散熱體的母線，鋁擠壓散熱體內有厚壁銅管，厚壁銅管外壁與鋁擠壓散熱體內壁緊密貼合，上端由頂蓋封閉，中空，下端與底板構成封閉的腔體，形成真空負壓結構，在真空負壓結構內有工作介質。
本實用新型適用於集成電路散熱，其結構簡單，成本低。本實用新型採用了鋁銅結合的熱管散熱元件，在接近底板的部分由於非金屬工作介質的熱管吸液芯有一定的熱阻，熱量主要由厚壁銅管傳遞向鋁擠壓散熱體，在離底板較遠的部分由於熱管內溫差低，熱量主要由熱管傳遞。因此使從熱源到散熱表面的熱阻大幅度減小，從而提高遠端肋片效率，增加了散熱器的有效散熱面積。並且厚壁銅管與熱管同時傳遞熱量，比直接在鋁擠壓散熱體上採用熱管相比具有更高的可靠性。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明

圖1為本實用新型的主視全剖視圖圖2為本實用新型的俯視全剖視圖圖3、圖4為本實用新型的又一結構示意圖圖5、圖6為本實用新型的又一結構示意圖1為肋片；2為散熱風扇和固定支架；3為頂蓋；4為工作介質；5為底板；6為厚壁銅管；7為鋁擠壓散熱體；8為末端開叉；9為樹枝狀散熱結構。
具體實施方式
本實用新型的目的還再以通過以下技術解決措施進一步實現上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述散熱器的底板5外表面與集成電路上表面緊密貼合，塗以矽膠等以減少接觸熱阻。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述真空負壓結構可以是包含厚壁銅管6、頂蓋3、底板5的封閉腔體或包含銅管6、頂蓋3、底板5和鋁擠壓散熱體7的封閉腔體。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述鋁擠壓散熱體7外表面設置肋片1，肋片1的母線平行於鋁擠壓散熱體7的母線。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述鋁擠壓散熱體7內壁與厚壁銅管6外壁緊密貼合，鋁擠壓散熱體7的內腔形狀可以是任何準線為封閉曲線的柱體、椎體、臺體中的一種，如圓柱、圓臺或圓錐。厚壁銅管6外壁形狀與鋁擠壓散熱體7的內壁形狀相一致。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述厚壁銅管6內腔形狀為可以是任何準線為封閉曲線的柱體、椎體、臺體或小端靠近底板5的階梯柱體中的一種如圓柱、圓臺、圓錐、小端靠近底板5的階梯圓柱。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述厚壁銅管6內表面的毛細結構為燒結細球、細絲網、毛刺體、珠狀顆粒、或溝槽中的一種。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述底板5的內表面的毛細結構為燒結細球、細絲網、毛刺體、珠狀顆粒、溝槽中的一種。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述肋片1沿圓周方向均布，每片肋片1的邊界面可以是準線為直線、圓弧或任何光滑曲線的柱面。
其中所述的肋片1末端開叉8，以增強散熱效果。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述肋片1互相平行，在鋁擠壓散熱體7外邊界周邊對角線方向設置樹枝狀散熱結構9，以充分利用空間。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述厚壁銅管6、底板5、頂蓋3用的材料銅及銅合金，鋁擠壓散熱體7為鋁及鋁合金。
上述的採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，其中所述工作介質4是與所選用的殼體材料相容的有機物質中的任一種。例如在0-100℃，與鋁相容的工作介質有氨、氟裡昂-21、氟裡昂-11、氟裡昂-113、丙酮；與銅相容的工作介質有氟裡昂-11、氟裡昂-113、己烷、丙酮、乙醇、甲醇等。
一種採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，包括傳熱肋片1、底板5、散熱風扇6，底板5外表面與集成電路上表面緊密貼合，鋁擠壓散熱體7外表面設置肋片1，肋片1的母線平行於鋁擠壓散熱體7的母線，鋁擠壓散熱體7內有厚壁銅管6，厚壁銅管6外壁與鋁擠壓散熱體7內壁緊密貼合，上端由頂蓋3封閉，中空，下端與底板5構成封閉的腔體，形成真空負壓結構，在真空負壓結構內有工作介質4。
如圖1和圖2、圖3和圖4、圖5和圖6，本實用新型由肋片1、散熱風扇和固定支架2、頂蓋3、工作介質4、底板5、厚壁銅管6以及鋁擠壓散熱體7組成。鋁擠壓散熱體7外表面設置肋片1，肋片1的母線平行於鋁擠壓散熱體7的母線，鋁擠壓散熱體7內有厚壁銅管6，厚壁銅管6外壁與鋁擠壓散熱體7內壁緊密貼合，上端由頂蓋3封閉，中空，下端與底板5構成封閉的腔體，形成真空負壓結構，在真空負壓結構內有工作介質4。風扇安裝在散熱器頂面。
其工作過程如下散熱器的底板5外表面與集成電路上表面緊密貼合。集成電路產生的熱量經過底板5及厚壁銅管6，到達工作介質4。由於厚壁銅管6、底板5及頂蓋3構成的真空負壓結構，工作介質4處於真空負壓狀態下，發生汽化，產生蒸汽進入厚壁銅管6的腔體中。厚壁銅管6外壁與鋁擠壓散熱體7內壁緊密貼合，厚壁銅管6的受鋁擠壓散熱體7的冷卻而溫度降低。由於鋁擠壓散熱體7及肋片1受到散熱風扇6吹出的冷風冷卻，所以工作介質4汽化產生的蒸汽在鋁擠壓散熱體7的內表面冷凝，而後沿壁回流並最後落回到工作介質4中繼續受熱汽化，如此循環往復實現對集成電路的冷卻。同時也有集成電路產生的熱量部分經過底板5及厚壁銅管6，直接通過鋁擠壓散熱體7的冷卻。
以此實現高效可靠的集成電路散熱。
權利要求1.一種採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置，包括傳熱肋片(1)、底板(5)、散熱風扇和固定支架(2)，其特徵在於所述底板(5)外表面與集成電路上表面緊密貼合，鋁擠壓散熱體(7)外表面設置肋片(1)，肋片(1)的母線平行於鋁擠壓散熱體(7)的母線，鋁擠壓散熱體(7)內有厚壁銅管(6)，厚壁銅管(6)外壁與鋁擠壓散熱體(7)內壁緊密貼合，上端由頂蓋(3)封閉，中空，下端與底板(5)構成封閉的腔體，形成真空負壓結構，在真空負壓結構內有工作介質(4)。
2.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述真空負壓結構可以是包含厚壁銅管(6)、頂蓋(3)、底板(5)的封閉腔體或包含銅管(6)、頂蓋(3)、底板(5)和鋁擠壓散熱體(7)的封閉腔體。
3.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述鋁擠壓散熱體(7)外表面設置肋片(1)，肋片(1)的母線平行於鋁擠壓散熱體(7)的母線。
4.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述鋁擠壓散熱體(7)內壁與厚壁銅管(6)外壁緊密貼合，鋁擠壓散熱體(7)的內腔形狀可以是任何準線為封閉曲線的柱體、椎體、臺體中的一種，厚壁銅管(6)外壁形狀與鋁擠壓散熱體(7)的內壁形狀相一致。
5.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述厚壁銅管(6)內腔形狀為可以是任何準線為封閉曲線的柱體、椎體、臺體或小端靠近底板(5)的階梯柱體中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述厚壁銅管(6)內表面的毛細結構為燒結細球、細絲網、毛刺體、珠狀顆粒、或溝槽中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述底板(5)的內表面的毛細結構為燒結細球、細絲網、毛刺體、珠狀顆粒、溝槽中的一種。
8.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述肋片(1)沿圓周方向均布，每片肋片(1)的邊界面可以是準線為直線、圓弧或任何光滑曲線的柱面。
9.根據權利要求8所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述肋片(1)末端開叉(8)，以增強散熱效果。
10.根據權利要求1所述的一種集成電路熱管散熱裝置，其特徵在於所述肋片(1)互相平行，在鋁擠壓散熱體(7)外邊界周邊對角線方向設置樹枝狀散熱結構(9)，以充分利用空間。
專利摘要本實用新型公開了一種採用熱管技術的鋁銅結合集成電路散熱裝置。該實用新型包括傳熱肋片、底板、散熱風扇，底板外表面與集成電路上表面緊密貼合，鋁擠壓散熱體外表面設置肋片，肋片的母線平行於鋁擠壓散熱體的母線，鋁擠壓散熱體內有厚壁銅管，厚壁銅管外壁與鋁擠壓散熱體內壁緊密貼合，上端由頂蓋封閉，中空，下端與底板構成封閉的腔體，形成真空負壓結構，在真空負壓結構內有工作介質。本實用新型採用了鋁銅結合的熱管散熱元件，厚壁銅管與熱管同時傳遞熱量，與直接在鋁擠壓散熱體上採用熱管相比較具有更高的可靠性。
文檔編號G06F1/20GK2775837SQ200520007560
公開日2006年4月26日 申請日期2005年2月23日 優先權日2005年2月23日
發明者林項武 申請人:林項武