一種具有表面微結構的散熱器及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種具有表面微結構的散熱器及其制備方法，屬于計算機技術領域，散熱器包括基體，基體表面設有散熱片，在散熱片和基體表面利用噴丸設備加工微凹坑，微凹坑在基體和散熱片表面點陣排列。加工出來的微結構因尺度較小可以顯著的提高散熱器散熱表面積，表面微凹坑結構會破壞表面空氣流動邊界層，從而提高散熱器對流換熱性能；由于表面微凹坑的存在，散熱器的表面粗糙度增大，散熱器輻射換熱性能增強。

Radiator with surface microstructure and preparation method thereof

The present invention relates to a surface micro structure heat radiator and preparation method thereof, belonging to the technical field of computer radiator comprises a substrate, the substrate surface is provided with a radiating fin, the radiating fin and the substrate surface by shot peening equipment of machining micro pits and micro pits in the substrate and the heat sink surface point array. The micro structure of processed for smaller scale can significantly improve the heat radiating surface area, surface micro pit structure will damage the surface air flow boundary layer, thus improving convection heat transfer performance; because the surface micro pits exist, radiator surface roughness increases, the radiator heat radiation performance enhancement.

【技術實現步驟摘要】
一種具有表面微結構的散熱器及其制備方法
本專利技術涉及一種具有表面微結構的散熱器及其制備方法，屬于計算機

技術介紹
隨著電子信息技術的快速發展，電子設備所用電氣元器件的體積越來越小，集成度越來越高，隨之而來的就是熱流密度的劇增；電子產品輕薄化的趨勢又對散熱器的高度提出了較大的挑戰。風冷和自然冷卻作為工藝簡單、成本低、技術成熟的散熱手段，如何在不增大高度的條件下提高散熱器的散熱性能變得尤為重要。中國專利文件(申請號201520947544.9)公開一種電腦用穿鰭片壓鉚式高效散熱器，包括有散熱底座、多個散熱鰭片、多個第一熱管及多個第二熱管；該散熱底座的底面凹設有多個嵌置槽，散熱底座的兩側面均設置有多個臺階面；該多個散熱鰭片由下往上依次疊設在一起，散熱底座位于多個散熱鰭片的下方，每一散熱鰭片均包括有兩固定片和一連接片，該連接片的兩端分別與兩固定片一體成型連接，每一固定片上均設置有多個穿孔，每一穿孔的周緣均向上凸起而形成有套合部。但該方案設有多個第一熱管、多個第二熱管，結構較為復雜，不適合小體積的設備尺寸要求。研究表明，散熱器的對流換熱、輻射換熱性能分別與散熱表面積、散熱表面粗糙度呈正相關關系，通過激光加工等特種加工方式在散熱器表面加工出微結構可同時達到上述兩種效果，但往往加工工序繁瑣費時費力，不易高效生產。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種具有表面微結構的散熱器，在散熱器表面加工出微結構，提高其散熱表面積及表面粗糙度，從而提高散熱器的整體散熱性能。本專利技術還提供該散熱器的制備方法。本專利技術的技術方案如下：一種具有表面微結構的散熱器，包括基體，基體表面設有散熱片，散熱片和基體表面設有微凹坑，微凹坑在基體和散熱片表面點陣排列。根據本專利技術優選的，微凹坑的凹口為圓形，孔徑為0.5-1mm，相鄰兩個微凹坑之間的間距為1.5mm，微凹坑的深度為0.5mm。根據本專利技術優選的，基體表面設有通槽，通槽中部設有導向臺，散熱片寬度與通槽寬度相同，散熱片底部設有凹軌。進一步優選的，通槽一端設有端堵。在散熱片加入時在一端起固定作用。一種上述具有表面微結構的散熱器的制備方法，包括步驟如下：散熱器由銑加工或壓鑄成型制得，利用噴丸機對散熱器進行噴丸處理，在散熱器表面加工出微凹坑結構；然后將散熱器放入到酸洗池中進行酸蝕，去除掉因噴丸產生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺導致散熱器表面的風阻增大；酸蝕后進行超聲清洗，去除酸蝕后散熱器表面殘留氧化液及酸蝕產生的殘渣；此后在清水中清洗，然后進行高溫烘干，去除殘留水分，最終形成具有表面微結構的散熱器。根據本專利技術優選的，在對散熱器進行噴丸處理之前，固定散熱器基體，從基體表面的最外側的通槽開始逐一加裝散熱片，加裝散熱片與噴丸處理交替進行，使散熱片表面的微凹坑分布更加均勻可控。進一步優選的，在對散熱片噴丸處理前，利用封條遮掩未加裝散熱片的通槽。以免處理后影響通槽與散熱片的匹配連接。加工出來的微結構因尺度較小可以顯著的提高散熱器散熱表面積，表面微凹坑結構會破壞表面空氣流動邊界層，從而提高散熱器對流換熱性能；由于表面微凹坑的存在，散熱器的表面粗糙度增大，散熱器輻射換熱性能增強。本專利技術的有益效果在于：本專利技術通過噴丸、酸蝕的方式在散熱器表面加工出表面微凹坑結構，大大提高了散熱表面積，散熱器表面粗糙度也變大，最終散熱器散熱性能顯著提高。而且本專利技術的制備方法科學可行，處理效果好，成本低、易于推廣。附圖說明圖1為散熱器制備流程圖；圖2為散熱器結構示意圖；圖3為本專利技術微凹坑點陣排列示意圖；圖4為本專利技術微凹坑縱向深度示意圖；圖5為本專利技術通槽與凹軌匹配連接示意圖；其中，1、基體，2、微凹坑，3、導向臺，4、散熱片，5、凹軌。具體實施方式下面通過實施例并結合附圖對本專利技術做進一步說明，但不限于此。實施例1：一種具有表面微結構的散熱器，包括基體，基體表面設有散熱片，散熱片和基體表面設有微凹坑，微凹坑在基體和散熱片表面點陣排列。微凹坑的凹口為圓形，孔徑為0.5-1mm，相鄰兩個微凹坑之間的間距為1.5mm，微凹坑的深度為0.5mm。實施例2：一種具有表面微結構的散熱器，其結構如實施例1所述，所不同的是，基體表面設有通槽，通槽中部設有導向臺，散熱片寬度與通槽寬度相同，散熱片底部設有凹軌。實施例3：一種具有表面微結構的散熱器，其結構如實施例2所述，所不同的是，通槽一端設有端堵，在散熱片加入時在一端起固定作用。實施例4：一種具有表面微結構的散熱器，其結構如實施例1所述，所不同的是，微凹坑的凹口為圓形，孔徑為1mm。實施例5：一種具有表面微結構的散熱器，其結構如實施例1所述，所不同的是，微凹坑的凹口為圓形，孔徑為0.8mm。實施例6：一種制備如實施例1所述具有表面微結構的散熱器的方法，包括步驟如下：散熱器由銑加工制得，利用噴丸機對散熱器進行噴丸處理，通過調整噴丸工藝參數，使用型號ZB1077噴丸設備，噴丸材料為陶瓷、噴丸直徑0.5mm、壓力為0.3-0.6MPa、噴丸角度30-45°，以控制微凹坑的間距l、直徑d以及深度h如實施例1所述，在散熱器表面加工出微凹坑結構；然后將散熱器放入到酸洗池中進行酸蝕，酸洗池中為質量百分比10-15％的硫酸，去除掉因噴丸產生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺導致散熱器表面的風阻增大。酸蝕后進行超聲清洗，去除酸蝕后散熱器表面殘留氧化液及酸蝕產生的殘渣；此后進行清水中清洗，然后進行高溫烘干，去除殘留水分，最終形成帶有表面微結構的散熱器。實施例7：一種制備如實施例2所述具有表面微結構的散熱器的方法，包括步驟如下：在對散熱器進行噴丸處理之前，固定散熱器基體，從基體表面的最外側的通槽開始逐一加裝散熱片，利用噴丸機對散熱器進行噴丸處理，在散熱器表面加工出微凹坑結構；加裝散熱片與噴丸處理交替進行，使散熱片表面的微凹坑分布更加均勻可控，并且在對散熱片噴丸處理前，利用封條遮掩未加裝散熱片的通槽。然后將散熱器放入到酸洗池中進行酸蝕，去除掉因噴丸產生的微凹坑局部毛刺，避免因毛刺導致散熱器表面的風阻增大。酸蝕后進行超聲清洗，去除酸蝕后散熱器表面殘留氧化液及酸蝕產生的殘渣；此后進行清水中清洗，然后進行高溫烘干，去除殘留水分，最終形成帶有表面微結構的散熱器。實驗例將利用實施例6的方法制得的如實施例1所述的具有表面微結構的散熱器，與現有同尺寸未經處理的散熱器進行散熱性能測試實驗，所采用芯片尺寸為10mm*10mm，功耗為10W，散熱器為40mm*40mm，相同的通風環境，環境溫度為55℃，實驗性能對比如表1所示。相比于未進行噴丸處理的散熱器，實施例1產品散熱表面積增大113％，芯片溫升低4.6攝氏度，由此可見利用本專利技術的方法制得的產品相比現有產品大大提高了散熱性能。表1實驗性能對比本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有表面微結構的散熱器，其特征在于，包括基體，基體表面設有散熱片，散熱片和基體表面設有微凹坑，微凹坑在基體和散熱片表面點陣排列。

【技術特征摘要】
1.一種具有表面微結構的散熱器，其特征在于，包括基體，基體表面設有散熱片，散熱片和基體表面設有微凹坑，微凹坑在基體和散熱片表面點陣排列。2.根據權利要求1所述的具有表面微結構的散熱器，其特征在于，微凹坑的凹口為圓形，孔徑為0.5-1mm，相鄰兩個微凹坑之間的間距為1.5mm，微凹坑的深度為0.5mm。3.根據權利要求1所述的具有表面微結構的散熱器，其特征在于，基體表面設有通槽，通槽中部設有導向臺，散熱片寬度與通槽寬度相同，散熱片底部設有凹軌。4.根據權利要求3所述的具有表面微結構的散熱器，其特征在于，通槽一端設有端堵。5.一種制備如權利要求1-4任意一項權利要求所述具...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫永升，陳大為，龔振興，
申請(專利權)人：山東超越數控電子有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37