一種肋線式散熱器及制造方法技術

本發明專利技術提供了一種肋線式散熱器及制造方法，其特征在于：肋線式散熱器包括有肋線(8)和導熱固定板(7)或包箍套(1)，采用數多肋線(8)的肋腳(3)端插入導熱固定板(7)上的孔內，采用焊接方法焊接連接結構；或采用將數多肋線(8)的肋腳(3)段靠緊成一捆，外套上包箍套(1)，再采用縮緊制具工藝，將包箍套(1)縮緊結構，最后采用車削或磨削加工散熱器傳熱接觸面(5)，至所有肋腳端面(4)與導熱固定板(7)底面或包箍套(1)底端面整齊光潔。本發明專利技術肋線式散熱器，散熱性能高，生產工藝簡單，材料利用率高，對推動與普及現高額散熱成本的半導體固態照明技術，意義空前。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于半導體電子器件散熱

技術介紹
眾所周知，現今半導體電子技術飛速發展，尺寸小，工作頻率或功率卻在不斷增大，大的溫升陡趨明顯，為了使其更好、更穩定、長壽命的工作運行，設計配置科學合理的散熱設備至關重要，例如計算機CPU芯片、顯卡芯片等，特別是現今發展如火如荼的半導體固態照明燈具芯片散熱猶為顯著，其80%以上的電能轉化為熱量，溫度每升高2°C，其壽命減少10%，解決其散熱迫在眉捷。傳熱和散熱技術發展了近百年，業內人士還是一輩輩繼承著祖輩的基業，采用傳統的設計結構和制造方法，雖然能夠勉強解決散熱問題，但是，散熱器產品沉重，尺寸超大，生產工藝多，必然導致材料浪費多和不菲的價格，這與當今大力推崇和倡導的節能環保型和節約型工業發展思路是相悖的，輕重量、低成本、高性能的散熱設備將是時代需求的寵物。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述問題，提出一種最佳的結構和廉價的制造方法。本專利技術的技術方案是:一種肋線式散熱器包括有肋線和導熱固定板或包箍套，肋線包括肋腳和肋身，肋線采用沖壓折彎成型工藝制成各種形狀或采用繞簧工藝繞制成彈簧形狀，導熱固定板采用沖壓工藝制成的網孔板結構，包箍套采用擠出工藝成型或采用易加工金屬薄管裁切而成，采用數多肋線的肋腳端插入導熱固定板上的孔內，再采用焊接方法焊接固定連接結構；或采用將數多肋線的肋腳段靠緊成一捆，外套上包箍套，再采用縮緊制具工藝，將包箍套縮緊結構，最后采用車削或磨削加工散熱器傳熱接觸面，至所有肋腳端面與導熱固定板底面或包箍套底端面整齊光潔。本專利技術肋線式散熱器的肋線，采用鋁質、或銅質、或銅鋁復合材料的各種形狀截面的線材，其截面積SI大于2m m2，小于30m m2，為了保證肋線的肋腳與半導體元器件的導出傳熱面有足夠的接觸傳熱面積，肋腳的截面最好采用圓形，肋腳的平均間隙el小于15mm，數多肋腳端面的總截面積η SI，是半導體元器件的導出傳熱面積S的I到6倍，為了使數多肋線肋腳的端面都能直接或最近與小尺寸的半導體元器件的導出傳熱面接觸傳熱，肋腳間盡量靠近設置。肋線采用沖壓工藝或繞簧工藝制成很多形狀，增加了肋線長度，即增加了散熱面積，同時散熱器的整體尺寸變小了，變得更加緊湊，造形千變萬化。數多肋線的肋身，在一個平面上呈圓半徑向外輻射狀，在縱面上呈層疊式，層層間呈錯列式結構設置；或數多肋身呈球形半徑向外輻射式結構設置；或數多肋身平行與肋腳豎直結構設置，相鄰肋身間的平均間隙e2大于2_，小于30_，使本專利技術肋線式散熱器的散熱肋線肋身部分更加通透，提高了肋身與空氣的對流換熱系數，大大地提高了散熱性能。本專利技術肋線式散熱器的導熱固定板，采用鋁、或銅、或銅鋁復合板材，其厚度大于2mm,小于20mm ;包箍套采用招、或銅、或銅招復合材料,其高度大于2mm,小于30mm。肋腳與導熱固定板焊接方法，可以是表面都采用鍍鎳工藝處理，再采用錫焊工藝焊接，或采用鋁焊或銅焊工藝直接焊接。采用同樣重量的純鋁，制成的同等表面積的冷鍛肋柱式和肋片式一體結構(所稱一體，是肋柱或肋片與導熱板為一體成型結構)的散熱器，在同一個有限測試環境，同時做同功率熱工測試，結果是肋柱式一體結構散熱器散熱效果較好。分析得出:一、肋柱式一體結構散熱器的肋柱與導熱板的交接傳熱面積較大；二、肋柱式一體結構散熱器較肋片式一體結構散熱器通透性更好。又將肋柱式一體結構散熱器的每根肋柱的靠近腳端向外一層層折彎，增加肋柱間的平均間距，平均間距大致增大2倍，散熱器高度尺寸減小，橫向尺寸增大了，測得散熱效果較之前狀態提高了 25%。分析得出，散熱器的散熱性能，與肋柱或肋片與周圍空氣的對流換熱系數有關，散熱器的散熱肋柱或肋片結構設計得越通透，空氣對流換熱系數越高。實驗所述樣品都是采用純鋁冷鍛工藝制成，冷鍛工藝是先用板材料沖成圓餅毛坯料，每一件就有四直角料浪費，毛坯料再放入冷鍛壓機鍛壓成半成品散熱器，還必需得采用車加工工序，又有車削浪費，就光材料浪費率就達40%。如果為了提高冷鍛肋柱式一體結構散熱器25%的散熱性能，則還必須像做實驗樣件一樣，增加將肋柱一排排折彎的工序，這道工序又不容易設計治具和采用機械操作來一步操作完成，所以費工費時，增加的費用不菲。綜上所述，本專利技術采用金屬線材來替代設計冷鍛肋柱式一體結構散熱器的肋柱，所以本專利技術中稱為肋線式，采用將數多肋線肋腳端插入設置在網孔板結構的導熱固定板孔內，再采用焊接方法來固定連接、或用包箍套來捆綁數多肋線肋腳段，最后采用車削或磨削加工使全部肋腳端面整齊光潔。附圖說明下面結合附圖和具體實施方案對本專利技術作進一步說明。圖1為本專利技術散熱器所采用包箍套的三維示意圖。圖2為本專利技術散熱器所采用導熱固定板的三維示意圖。圖3、4、5、6、7分別為三種本專利技術散熱器的三維視圖和三維剖切結構示意圖。圖中，1、包箍套，2、肋身，3、肋腳，4、肋腳端面，5、散熱器傳熱接觸面，6、收縮治具壓印，7、導熱固定板，8、肋線。圖中，e2為相鄰肋身的平均間距，SI為肋線肋腳端面面積，則nSl為本專利技術肋線散熱器η只肋線肋腳端面的總面積，設S為半導體電子器件的導出傳熱面面積，h為導熱固定板的厚度，H為包箍套的高度。具體實施方案圖1、2分別示出本專利技術肋線式散熱器所采用的包箍套I或者采用的導熱固定板7的三維示意圖，都采用高導熱金屬材料鋁、或銅、或銅鋁復合材料，包箍套I采用擠出工藝成型，再采用裁切加工成一段段而成，導熱固定板7采用沖壓工藝制成，其上均勻布置了數多孔，表面鍍鎳處理。圖3a、4a、5a、6a、7和圖3b、4b、5b、6b,分別為三種本專利技術肋線式散熱器的三維視圖和三維剖切結構示意圖，圖3、4、5、6所示肋線式散熱器，包括數多肋線8和一件導熱固定板7組成，數多肋線8的肋腳3插入導熱固定板7上，肋線8和導熱固定板7表面鍍鎳處理，采用錫焊工藝焊接固定連接。圖7所示肋線式散熱器，包括數多肋線8和一件包箍套I組成，采用在數多肋線8的肋腳3端套上包箍套I，采用縮緊治具，將包箍套I壓縮變形(見圖7所示，包箍套I柱面周圈收縮治具壓印6)工藝組裝。兩種組裝結構還都可以采用鋁焊或銅焊工藝，將肋腳3與導熱固定板7在導熱固定板7的肋腳3出口處焊接或在包箍套I的底面即數多肋腳3緊靠段端面4焊接連接，最后，將組裝好的肋線式散熱器套上夾具，采用車床或磨床加工導熱固定板7或包箍套I的底面，即肋線8的肋腳3的固定組裝端面，至所有肋腳3端面與導熱固定板7或包箍套I的底面整齊光潔，做為肋線式散熱器接觸傳熱面5。圖中示出，肋線8包括肋身2和肋腳3，肋線8采用折彎成型工藝制成，相鄰肋線8的肋身2的平均間隙e大于2mm,小于30mm,肋線8的截面積SI大于2m m2,小于30m m2,采用圓形截面線材，散熱器數多肋線8肋腳端面積4的總面積nSl，是半導體電子元器件的導出傳熱面面積S的I倍到6倍。圖3所示肋線式散熱器，肋線8的肋身2呈環形，兩肋腳3對稱平行，肋身2與肋腳3呈垂直折彎結構，兩肋腳3插入導熱固定板7的孔內至與底面平齊，肋線8分成三層設置，形成層層錯列式結構。圖4所示肋線式散熱器，肋線8的肋身2呈蛇形折彎，肋身2與肋腳3呈垂直折彎結構，肋線8分三層設置。圖5所示肋線式散熱器，肋線8的肋身2呈直線狀，肋身2與肋腳3呈大于90度折彎結構，數多肋線8的肋身2，大致以導熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種肋線式散熱器及制造方法，其特征在于：肋線式散熱器包括有肋線(8)和導熱固定板(7)或包箍套(1)，肋線(8)包括肋腳(3)和肋身(2)，肋線(8)采用沖壓折彎成型工藝制成各種形狀或采用繞簧工藝繞制成彈簧形狀，導熱固定板(7)采用沖壓工藝制成的網孔板結構，包箍套(1)采用擠出工藝成型或采用易加工金屬薄管裁切而成，采用數多肋線(8)的肋腳(3)端插入導熱固定板(7)上的孔內，再采用焊接方法焊接固定連接結構；或采用將數多肋線(8)的肋腳(3)段靠緊成一捆，外套上包箍套(1)，再采用縮緊制具工藝，將包箍套(1)縮緊結構，最后采用車削或磨削加工散熱器傳熱接觸面(5)，至所有肋腳端面(4)與導熱固定板(7)底面或包箍套(1)底端面整齊光潔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦吉忠，
申請(專利權)人：秦吉忠，
類型：發明
國別省市：