一種液冷散熱器的製作方法

2023-05-16 04:56:21 1

專利名稱：一種液冷散熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱交換器，具體涉及一種液冷散熱器。
背景技術：
電子晶片散熱問題一直是晶片發展的制約因素，如CPU晶片散熱、大功率LED晶片散熱等，研製高效的晶片散熱器是提高晶片使用效率和壽命的必由之路。電子晶片的散熱器按帶走熱量的方式可分為被動散熱和主動散熱兩種，其中，被動散熱是通過散熱片將熱源的熱量散發到空氣中，是一種自然散熱方式，其散熱效果有限， 常用於對空間沒有要求或散熱量不大的部件中；主動散熱可細分為冷散熱、液冷散熱、熱管散熱等，其中，液冷散熱具有導熱速度快、熱容量大等優點，在發熱量大的電子晶片(CPU晶片、大功率LED晶片)中得到越來越廣泛的應用。電子晶片中常見的液冷散熱器有微通道散熱器和微噴射散熱器，其中，微通道散熱器是在晶片的基板上開設一系列微型通道，外部的泵體將液冷介質打進微型通道內，通過液冷介質的循環流動將晶片的熱量帶走；微噴射散熱器是液冷介質由外部泵體輸送到微孔噴射裝置後，噴射到晶片基板上，將熱量帶至外部散熱裝置進行散熱。上述兩種散熱器對發熱量大的電子晶片具有顯著的散熱的效果，但是它們需要許多管道連接，既使結構複雜，也可能出現液體滲漏問題。為解決該技術問題， 徐興浪設計了一種無管路連接的流體散熱器(徐興浪.大功率LED燈具主動散熱裝置研究.華中科技大學碩士學位論文，2009.5)，該散熱器為由高導熱材料製成的封閉容器，容器內填充液冷介質，容器的一面與熱源接觸，其他面設置熱沉和風扇；通過攪拌容器內的液體形成循環液流，不斷地吸取熱量並通過容器壁及散熱片將熱量散發。該技術方案沒有管路連接，可靠性強，但是，所述的密封容器中受熱的液體和冷卻後的液體相互混合，使得位於容器散熱壁處的液體溫度低於吸熱壁處的液體溫度，這樣位於散熱壁處的液體與外界環境之間得不到最大的溫度差，傳熱效率受到限制。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提高液冷散熱器的散熱效果。本實用新型解決上述問題的技術方案為一種液冷散熱器，它具有一封閉的外筒，其外壁上設有散熱翹片，其特徵在於，所述外筒內同軸設有軸流泵，該軸流泵懸空支承在外筒的下部，泵筒的進口端向下，出口端向上延伸至接近外筒的上端蓋，輸入軸向上延伸至外筒上方，端部與設在外筒上端蓋上的電動機的輸出軸對接。本實用新型所述的一種液冷散熱器，為了增強散熱效果，通常需要在散熱翹片附近設置散熱風扇，該散熱風扇可以設置於外筒的外側，也可以設置於外筒的上方。本發明人認為的一種優選方式是在軸流泵的輸入軸在延伸出外筒上方的部位設置一風扇葉，該風扇葉的扇面向下，且其直徑大於外筒的直徑，這種設置的好處在於，一方面，該風扇葉和軸流泵可由同一電機同步驅動，另一方面，該風扇葉可同時作用於外筒的上端蓋和外壁上的散熱翹片上，具有結構緊湊的優點。本實用新型所述的一種液冷散熱器，使用時，外筒的底端與電子晶片貼合，由於外筒內同軸設有軸流泵，其泵筒的開口朝下，出口端向上延伸至接近外筒的上端蓋，因此在軸流泵的作用下，位於外筒底部的已吸收熱量的液體沿泵筒往上流動，到達出埠後彎折流向外筒與泵筒之間的環形空間，熱量通過外筒壁及其上的散熱翹片傳遞到外部環境中；被冷卻後的液體返回至外筒底部，並繼續重複上述的散熱過程。由上面的描述可知，本實用新型的液冷散熱器中的熱液流於軸流泵中泵筒內流動，使得繞過泵管出口端進入外筒與泵筒之間環形空間的液體溫度與外管底部受熱液體的溫度基本一致，提高了散熱時液體與外部環境之間溫度差，散熱速度顯著增大，其所提高的散熱效果是顯而易見的。

圖1 圖3為本實用新型所述的液冷散熱器的一個具體實施例的結構示意圖，其中圖1為主視圖，圖2俯視圖，圖3為圖1的A-A剖視圖，圖中箭頭表示液體的流動方向。
具體實施方式
參見圖1 圖3，本實用新型的液冷散熱器包括封閉的圓柱形外筒1和同軸設置於外筒1內的軸流泵4，其中，外筒1的外壁上設有散熱翹片3，頂端由上端蓋1-1密封，該上端蓋1-1的上表面設有散熱翹片3 ；軸流泵4的泵筒4-1與外筒1之間通過4塊筋板8連接，所述泵筒4-1的開口朝下，出口端延伸至接近外筒1的上端蓋1-1 ；軸流泵4的輸入軸 4-2沿泵筒4-1的軸線向上延伸出外筒1的上端蓋1-1之外，該伸出部分上連接有一風扇葉5，伸出部分的端部與電機6的輸出軸對接。所述風扇葉5的扇面朝下，其直徑略小於外筒1外壁上散熱翹片3的外輪廓的直徑，風扇葉5外設有圓環形外殼6，該外殼6的下端套於外筒1外壁上的散熱翹片3上端的臺階上，上端設有4塊徑向輻射支撐板9，所述的電機 7固定於該支撐板9的中心上。
以下結合附圖對本實用新型所述的液冷散熱器的工作過程作進一步詳細的描述參見圖1，安裝時，外筒1的底端貼合於電子晶片的背面，晶片的熱量經基板及外筒1底端傳遞給外筒1底部的液體，吸熱後的液體在軸流泵4的作用下沿泵筒4-1往上流動，到達泵筒4-1的出口端後，彎折流向外筒1與泵筒2之間的環形空間並往下流動，液體在所述環形空間流動過程中，其中的熱量經外筒1的筒壁及散熱翹片3散發到外部環境中； 冷卻後的液體重新返回外筒1的底部，進入下一循環的吸熱和散熱過程。
權利要求1.一種液冷散熱器，它具有一封閉的外筒(1)，其外壁上設有散熱翹片(3)，其特徵在於，所述外筒(1)內同軸設有軸流泵G)，該軸流泵(4)懸空支承在外筒(1)的下部，泵筒 (2)的進口端向下，出口端向上延伸至接近外筒(1)的上端蓋(1-1)，輸入軸G-2)向上延伸至外筒(1)上方，端部與設在外筒(1)上端蓋(1-1)上的電動機(6)的輸出軸對接。
2.根據權利要求1所述的一種液冷散熱器，其特徵在於，所述的軸流泵(4)的輸入軸 (4-2)在延伸出外筒(1)上方的部位設有一風扇葉(5)，該風扇葉(5)的扇面向下，且直徑大於外筒(1)的直徑。
專利摘要本實用新型涉及一種散熱器，具體涉及一種液冷散熱器，它具有一封閉的外筒(1)，其外壁上設有散熱翹片(3)，其特徵在於，所述外筒(1)內同軸設有軸流泵(4)，該軸流泵(4)懸空支承在外筒(1)的下部，泵筒(2)的進口端向下，出口端向上延伸至接近外筒(1)的上端蓋(1-1)，輸入軸(4-2)向上延伸至外筒(1)上方，端部與設在外筒(1)上端蓋(1-1)上的電動機(6)的輸出軸對接。本實用新型所述的液冷散熱器中的液體可在散熱器內循環流動，散熱效果顯著。
文檔編號H01L23/473GK202042475SQ20112012336
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月24日 優先權日2011年4月24日
發明者江帆 申請人:廣州大學