散热翅片和热虹吸散热器的制作方法

1.本实用新型涉及散热的技术领域，尤其涉及一种散热翅片和热虹吸散热器。


背景技术：

2.近十年来，随着通信设备、超级计算、数据挖掘、电子商务，人工智能等领域的飞速发展，总散热量需求量急剧增加。设备小型化进一步增加了功率密度，同时也加剧了对高效冷却方案的需求。
3.现有技术中可通过热虹吸散热器来对电子设备进行散热，然而现有的热虹吸散热器在于竖直方向呈角度摆放时，相变工质容易滞留于散热翅片内而无法回流，导致散热器无法达到良好的散热效果，进而会影响热源的正常工作环境。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提出一种散热翅片和热虹吸散热器，以解决当散热器与竖直方向呈角度摆放时，相变工质滞留在散热翅片内而无法回流，从而导致散热器无法达到良好的散热效果的问题。
5.为此，本实用新型提供了一种散热翅片，包括内部形成有气液腔的基体，所述气液腔内设有若干相互连通的气液通道，且所述基体具有：
6.第一端面和与所述第一端面相对的第二端面；
7.以及第三端面和与所述第三端面相对的第四端面；
8.其中，所述气液通道在所述第一端面和第二端面之间间隔设置；所述气液腔在靠近所述第一端面的一侧设有内底壁，所述内底壁由所述第三端面向第四端面延伸且向靠近所述第二端面一侧倾斜设置；所述基体上形成有通孔，所述通孔设于所述第三端面且与靠近所述内底壁的部分气液通道连通。
9.在散热翅片的一些实施例中，所述基体包括主板和盖板，所述盖板和所述主板相盖合以在所述盖板和所述主板之间形成所述气液腔。
10.在散热翅片的一些实施例中，所述主板一板面和/或所述盖板一板面内凹形成有凹槽，所述主板和所述盖板相盖合以使所述盖板覆盖所述主板上的凹槽和/或所述主板盖合所述盖板上的凹槽形成所述气液腔。
11.在散热翅片的一些实施例中，所述凹槽内凸设置有支撑结构；所述盖板和所述主板相盖合后，所述支撑结构的两端分别与所述主板和所述盖板相连。
12.在散热翅片的一些实施例中，所述支撑结构包括若干个支撑件，若干所述支撑件沿第一方向彼此间隔设置，且相邻两个支撑件围合形成所述气液通道，其中，所述第一方向由所述第一端面朝向所述第二端面。
13.在散热翅片的一些实施例中，所述支撑件沿第二方向划分成多个间隔设置的支撑部，其中，所述第二方向由所述第三端面朝向所述第四端面。
14.在散热翅片的一些实施例中，所述气液通道包括在第一方向上相邻的两个所述支
撑部围合形成的第一通道和在第二方向上相邻两个所述支撑部围合形成的第二通道，所述第一通道与所述第二通道相互连通。
15.在散热翅片的一些实施例中，所述第一通道与第一方向形成第一夹角，所述第一夹角为锐角。
16.在散热翅片的一些实施例中，所述第二通道的延伸方向与所述第二方向平行。
17.在散热翅片的一些实施例中，靠近所述内底壁的所述支撑部与所述内底壁间隔设置以形成与内底壁延伸方向相同的第一回流通道，所述气液腔在靠近所述第三端面的一侧设有内右壁以及在靠近所述第四端面的一侧设有内左壁，靠近所述内左壁的所述支撑部与所述内左壁间隔设置以形成与内左壁延伸方向相同的第二回流通道，靠近所述内右壁的所述支撑部与所述内右壁间隔设置以形成与内右壁延伸方向相同的第三回流通道，其中，所述第二回流通道通道和所述第三回流通道均与所述第一回流通道连通，第一回流通道与所述通孔连通。
18.在散热翅片的一些实施例中，所述内底壁呈平直斜面结构。
19.在散热翅片的一些实施例中，所述气液通道由所述第三端面向第四端面延伸且向靠近所述第二端面一侧倾斜设置，所述内底壁与所述气液通道的平行；或所述气液通道由所述第四端面向所述第三端面延伸且向靠近所述第二端面一侧倾斜设置。
20.在散热翅片的一些实施例中，所述主板沿第一方向划分为实体部和腔体部，所述气液腔形成于所述腔体部；所述盖板沿第一方向划分为第一盖体和第二盖体，所述第一盖体盖设于所述实体部，所述第二盖体盖设于所述腔体部；其中，所述第一方向由所述第一端面朝向所述第二端面。
21.在散热翅片的一些实施例中，所述实体部设置有定位柱，所述第二盖体设置有与所述定位柱配合的定位孔；
22.或，所述第二盖体设置有定位柱，所述实体部设置有与所述定位柱配合的定位孔。
23.在散热翅片的一些实施例中，所述盖板沿第一方向划分为第一盖体和第二盖体，所述第二盖体盖合所述主板，所述第一盖体凸出于所述第一端面且向远离所述第一端面的方向延伸，其中，所述第一方向由所述第一端面朝向所述第二端面。
24.在散热翅片的一些实施例中，所述主板在靠近所述第一端面的表面凸起形成的固定部，所述第一盖体部分重叠于所述固定部；所述固定部设置有定位柱，所述第一盖体设置有与所述定位柱配合的定位孔；
25.或，所述第一盖体设置有定位柱，所述固定部设置有与所述定位柱配合的定位孔。
26.在散热翅片的一些实施例中，所述第三端面上凸起形成有连接板，所述连接板靠近所述第一端面设置，所述通孔贯穿所述连接板。
27.本实用新型还提供了一种热虹吸散热器，包括基板和第一方面所述的散热翅片，所述散热翅片设于所述基板上，所述基板内形成有用于填充相变工质的收容腔，所述通孔连通所述收容腔与气液腔。
28.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述基板还具有第一板面，且所述第一板面设置有与所述收容腔对应且用于安装热源的的散热工位；
29.所述气液腔在所述第一板面上的投影至少部分重叠于所述收容腔，在所述基板的竖直方向上，所述收容腔与所述气液腔错位设置且所述气液腔位于所述收容腔的上侧。
30.在热虹吸散热器的一些实施例中，当所述基板竖直方向放置时，所述内底壁与竖直方向呈第二夹角，所述第二夹角呈锐角。
31.在热虹吸散热器的一些实施例中，所述第三端面上凸起形成有连接板，所述通孔贯穿所述连接板；
32.所述基板开设有与所述收容腔连通的连接孔，所述散热翅片的连接板插接固定于所述连接孔以连通所述气液腔和所述收容腔。
33.采用本实用新型实施例，具有如下有益效果：
34.在本技术方案中，气液腔的内底壁设置在靠近第一端面的一侧，且内底壁由第三端面向第四端面延伸且向靠近第二端面一侧倾斜设置，因此，内底壁偏离水平方向设置，即内底壁呈坡状设置；液态相变工质在气液通道中放热冷凝成液态相变工质后，在重力作用下，沿着具有一定坡度的内底壁快速的往下流动；同时，用于回流相变工质的通孔设于第三端面且与靠近内底壁的部分气液通道连通，因此，沿内底壁流动的相变工质经通孔快速回流到基板的收容腔内，以完成相变工质的循环。本技术方案通过对散热翅片的结构进行设置，使其内底壁具有一定的坡度，且使通孔靠近内底壁的较低端设置，以将冷凝形成的液态相变工质快速回流至基板的收容腔，运用本技术方案解决了当散热器与竖直方向呈角度摆放时，相变工质滞留在散热翅片内而无法回流，从而导致散热器无法达到良好的散热效果的问题。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。
36.其中：
37.图1示出了根据本实用新型所提供的一种热虹吸散热器的整体结构示意图；
38.图2示出了图1的左视图；
39.图3示出了一实施中散热翅片的结构示意图；
40.图4示出了一实施中主板的结构示意图；
41.图5示出了另一实施中散热翅片的结构示意图；
42.图6示出了另一实施中主板的结构示意图。
43.主要元件符号说明：
44.100、热虹吸散热器；10、基板；11、收容腔；12、第一板面；20、散热翅片；21、基体；21a、第一端面；21b、第二端面；21c、第三端面；21d、第四端面；21e、气液腔；21e1、内底壁；21e4、内右壁；21e5、内左壁；21f、气液通道；21f1、第一通道；21f2、第二通道；21f3、第一回流通道；21f4、第二回流通道；21f5、第三回流通道；21g、通孔；21h、定位柱；21i、定位孔；21j、凹槽；211、主板；2111、实体部；2112、腔体部；2113、固定部；212、盖板；2121、第一盖体；2122、第二盖体；22、支撑结构；221、支撑件；2211、支撑部；23、连接板；30、热源。
具体实施方式
45.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以通过其他多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
48.参见图1
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图2，在本实用新型实施例中，提供了一种散热翅片20和热虹吸散热器100，该热虹吸散热器100通过热传导、对流以及相变工质的相变换热对发热元器件进行冷却，如对电力电子器件的中央处理器、芯片等进行散热，保证电力电子器件在额定温度范围内稳定工作。其中，热虹吸散热器100包括基板10和前述散热翅片20，散热翅片20设于基板10上，基板10内形成有用于填充相变工质的收容腔11，热源30可对应收容腔11布置在基板10上，散热翅片20具有与收容腔11连通的气液腔21e，收容腔11中的液态相变工质受热蒸发成气态相变工质，并扩散到散热翅片20的气液腔21e，气态相变工质在气液腔21e中放热冷凝成液态相变工质，并回流到收容腔11中，完成一次散热循环。
49.具体地，参见图3
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图6，散热翅片20包括基体21，基体21内部中空形成有气液腔21e，气液腔21e内设有若干相互连通的气液通道21f，且基体21具有：第一端面21a和与第一端面21a相对的第二端面21b；以及第三端面21c和与第三端面21c相对的第四端面21d；其中，气液通道21f在第一端面21a和第二端面21b之间间隔设置；气液腔21e在靠近第一端面21a的一侧设有内底壁21e1，内底壁21e1由第三端面21c向第四端面21d延伸且向靠近第二端面21b一侧倾斜设置；基体21上形成有通孔21g，通孔21g设于第三端面21c且与靠近内底壁21e1的部分气液通道21f连通。
50.在本技术方案中，气液腔21e的内底壁21e1设置在靠近第一端面21a的一侧，内底壁21e1由第三端面21c向第四端面21d延伸且向靠近第二端面21b一侧倾斜设置，因此，内底壁21e1偏离水平方向设置，即内底壁21e1呈坡状设置；液态相变工质在气液通道21f中放热冷凝成液态相变工质后，在重力作用下，沿着具有一定坡度的内底壁21e1快速的往下流动；同时，用于回流相变工质的通孔21g设于第三端面21c且与靠近内底壁21e1的部分气液通道21f连通，因此，沿内底壁21e1流动的相变工质经过通孔21g快速回流到基板10的收容腔11内，以完成相变工质的循环。本技术方案通过对散热翅片20的结构进行设置，使其内底壁21e1具有一定的坡度，且使通孔21g靠近内底壁21e1的较低端设置，以使冷凝形成的液态相变工质快速回流至基板10的收容腔11，运用本技术方案解决了当散热器与竖直方向呈角度摆放时，相变工质滞留在散热翅片20内而无法回流，从而导致散热器无法达到良好的散热效果的问题。
51.需要说明的是，基体21可以为一体式结构，也可以为分体式结构。
52.继续参见图3
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图6，在一种实施例中，基体21为分体式结构，基体21包括主板211和盖板212，盖板212和主板211相盖合以在盖板212和主板211之间形成气液腔21e。
53.在一种实施例中，主板211一板面和/或盖板212一板面内凹形成有凹槽21j，主板211和盖板212相盖合以使盖板212覆盖主板211上的凹槽21j和/或主板211盖合盖板212上的凹槽21j形成气液腔21e。即主板211的一板面内凹形成凹槽21j，盖板212盖合主板211且覆盖凹槽21j以形成气液腔21e；或，盖板212的一板面内凹形成凹槽21j，主板211盖合盖板212且覆盖凹槽21j以形成气液腔21e；或，主板211和盖板212的一板面内都内凹形成有凹槽21j，主板211和盖板212相互盖合使得凹槽21j相互覆盖形成气液腔21e。
54.在一种实施例中，凹槽21j内设置有支撑结构22；盖板212和主板211相盖合后，支撑结构22的两端分别与主板211和盖板212相连。通过在凹槽21j中增设支撑结构22，并使支撑结构22连接在主板211和盖板212之间，防止因气液腔21e的工作环境设置为真空或高压而导致散热翅片20容易出现塌陷或鼓胀的现象。
55.此外，气液腔21e还包括相对设置的第一内板面和第二内板面，其中，第一内板面设在主板211上，第二内板面设在盖板212上，当盖板212盖合主板211时，支撑结构22置于第一内板面和第二内板面之间。
56.在一种实施例中，支撑结构22包括若干个支撑件221，多个支撑件221沿第一方向彼此间隔设置，且相邻两个支撑件221围合形成气液通道21f，其中，第一方向由第一端面21a朝向第二端面21b，第一方向为图3或图4中所示的z方向。因此，在本实施例中，通过在第一方向间隔设置的相邻两个支撑件221来围合形成若干个气液通道21f，从而实现若干个气液通道21f在第一端面21a和第二端面21b之间间隔设置。
57.在一种实施例中，支撑件221沿第二方向划分成多个间隔设置的支撑部2211，其中，第二方向由第三端面21c朝向第四端面21d，其中，第二方向为图4所示的x方向。通过将支撑件221划分成多个间隔设置的支撑部2211，从而实现气液通道21f之间相互连通，以增加气态相变工质的扩散空间和态相变工质的流动空间。
58.其中，支撑部2211可以设置为四边形结构、圆柱形结构、椭圆形结构等，需要说明的是，支撑部2211的形状包括且不局限于此。
59.继续参见图4和图6，在一种实施例中，气液通道21f包括在第一方向上相邻的两个支撑部2211围合形成的第一通道21f1和在第二方向上相邻两个支撑部2211围合形成的第二通道21f2，第一通道21f1与第二通道21f2相互连通。即沿第一方向间隔的多个支撑件221的沿第二方向间隔的多个支撑部2211将气液通道21f将气液通道21f分隔成相交连通的若干个第一通道21f1和若干个第二通道21f2，从而提高气液通道21f之间的连通性，进而提高气态相变工质在气液通道21f中的扩散流动性和液态相变工质在气液通道21f中的回流运动性。
60.在一种实施例中，第一通道21f1与第一方向形成第一夹角，第一夹角为锐角。因此，第一通道21f1偏离水平方向并向上倾斜设置，通过具有一定坡度的第一通道21f1对冷凝形成的液态相变工质进行导流，使得液态相变工质可以快速流向通孔21g，以回流到基板10的收容腔11内。
61.在一种实施例中，第二通道21f2的延伸方向与第二方向平行。即第二通道21f2沿
竖直方向延伸，通过竖向设置第二通道21f2以保证液态相变工质受到的重力驱动力较大，进一步提高液态相变工质在重力作用下的回流能力。
62.在一种实施例中，靠近内底壁21e1的支撑部2211与内底壁21e1间隔设置以形成与内底壁21e1延伸方向相同的第一回流通道21f3，气液腔21e在靠近第三端面21c的一侧设有内右壁21e4以及在靠近第四端面21d的一侧设有内左壁21e5，靠近内左壁21e5的支撑部2211与内左壁21e5间隔设置以形成与内左壁21e5延伸方向相同的第二回流通道21f4，靠近内右壁21e4的支撑部2211与内右壁21e4间隔设置以形成与内右壁21e4延伸方向相同的第三回流通道21f5，其中，第二回流通道21f4通道和第三回流通道21f5均与第一回流通道21f3连通，第一回流通道21f3与通孔21g连通。在本实施例中，支撑部2211与气液腔21e的内底壁21e1、内右壁21e4以及内左壁21e5均间隔设置，从而形成偏离水平方向倾斜设置的第一回流通道21f3、竖向设置的第二回流通道21f4和第三回流通道21f5，以增加气态相变工质的扩散冷凝空间和液态相变工质的回流空间、回流驱动力。
63.需要说明的是，内底壁21e1可呈斜面结构、曲面结构或弯折面结构等，而无论内底壁21e1呈何种结构设置，内底壁21e1需保证可将冷凝形成的液态相变工质全部快速导流至通孔21g。
64.优选地，内底壁21e1呈平直斜面结构。
65.在另一种实施例中，气液通道21f由第三端面21c向第四端面21d延伸且向靠近第二端面21b一侧倾斜设置，内底壁21e1与气液通道21f的平行；或气液通道21f由第四端面21d向第三端面21c延伸且向靠近第二端面21b一侧倾斜设置。即气液通道21f需偏离水平方向倾斜设置以使液体相变工质下流到内底壁21e1并回流至基板10的收容腔11，其倾斜方向可与内底壁21e1的倾斜方向相同或相反。
66.在一种实施例中，主板211沿第一方向划分为实体部2111和腔体部2112，气液腔21e形成于腔体部2112；盖板212沿第一方向划分为第一盖体2121和第二盖体2122，第一盖体2121盖设于实体部2111，第二盖体2122盖设于腔体部2112；其中，第一方向由第一端面21a朝向第二端面21b。具体地，主板211和盖板212可呈矩形结构，主板211可基于内底壁21e1的倾斜方向划分为呈梯形结构的腔体部2112和呈三角形结构的实体部2111；盖板212基于腔体部2112和实体部2111的形状再划分为呈三角形结构的第一盖体2121和呈梯形结构的第二盖体2122，使得第一盖体2121对应盖设实体部2111，第二盖体2122对应盖设腔体部2112。
67.参见图3和图4，在一种实施例中，实体部2111设置有定位柱21h，第二盖体2122设置有与定位柱21h配合的定位孔21i；或，第二盖体2122设置有定位柱21h，实体部2111设置有与定位柱21h配合的定位孔21i。通过定位柱21h与定位孔21i的配合，可快速将盖板212盖设于主板211上，实现第一盖体2121对实体部2111的对应覆盖、第二盖体2122对腔体部2112的对应覆盖。
68.在另一种实施例中，盖板212沿第一方向划分为第一盖体2121和第二盖体2122，第二盖体2122盖合主板211，第一盖体2121凸出于第一端面21a且向远离第一端面21a的方向延伸，其中，第一方向由第一端面21a朝向第二端面21b。
69.在本实施例中，主板211可根据内底壁21e1的倾斜方向呈梯形结构，从而可减小散热翅片20的重量，当多个散热翅片20设置在基板10上时，可大幅度减小热虹吸散热器100的
整体重量。此外，盖板212则可呈矩形结构，且盖板212可沿第一方向划分为呈三角形结构的第一盖体2121和呈梯形结构的第二盖体2122，第二盖体2122盖设于腔体部2112，第一盖体2121则凸出于第一端面21a且向远离第一端面21a的方向延伸。因此，主板211与盖板212组装成的基体21呈阶梯状结构，当多个散热翅片20设置在基板10上时，主板211与盖板212之间形成的阶梯状缺口会增大相邻两个散热翅片20之间的距离，使得更多的外部气体在散热翅片20之间流动，加强散热翅片20的换热效果；另一方面，阶梯状的基体21存在厚度变化，即基体21的厚度会由盖板212的厚度变化到盖板212与主板211的厚度之和，当外部气体在散热翅片20之间的间隙流动时，基体21的厚度变化会打破已经形成的流体边界层，扰动气体流动，增强散热翅片20的换热效果。
70.参见图3和图4，在一种实施例中，主板211在靠近第一端面21a的表面凸起形成的固定部2113，第一盖体2121部分重叠于固定部2113；固定部2113设置有定位柱21h，第一盖体2121设置有与定位柱21h配合的定位孔21i；或，第一盖体2121设置有定位柱21h，固定部2113设置有与定位柱21h配合的定位孔21i。通过定位柱21h与定位孔21i的配合，可快速将盖板212盖设于主板211上，并通过增设固定部2113来设置定位柱21h或定位孔21i，同时，第一盖体2121仅部分重叠于固定部2113，使得基体21保持阶梯状结构，以减小散热翅片20重量和提高换热效果。
71.在一种实施例中，第三端面21c上凸起形成有连接板23，连接板23靠近第一端面21a设置，通孔21g贯穿连接板23。散热翅片20通过连接板23与热虹吸散热器100的基板10连接，且通孔21g贯穿连接板23以实现气液腔21e与基板10的收容腔11连通。
72.本实用新型还提供了一种热虹吸散热器100，包括基板10和上述的散热翅片20，基板10具有用于填充相变工质的收容腔11，通孔21g连通收容腔11与气液腔21e，以实现相变工质在收容腔11和气液腔21e之间的循环换热。
73.在一种实施例中，基板10还具有第一板面12，且第一板面12设置有与收容腔11对应的散热工位；气液腔21e在第一板面12上的投影至少部分重叠于收容腔11，在基板10的竖直方向上，收容腔11与气液腔21e错位设置且气液腔21e位于收容腔11的上侧。本实施例中，对散热翅片20与基板10之间的位置关系进行具体设置，在基板10的竖直方向上，收容腔11与气液腔21e错位设置且气液腔21e位于收容腔11的上侧，因此，在如图2所示，通过在竖直方向上将气液腔21e与收容腔11错位设置，可使得散热翅片20的收容腔11高于收容腔11以避免液态相变工质流入气液腔21e，从而减小相变工质的用量，并通过两相换热和蒸汽运动的共同作用提高热虹吸散热器100的散热效果。
74.在一种实施例中，当基板10偏离竖直方向放置时，内底壁21e1与竖直方向呈第二夹角，第二夹角呈锐角。因此，该热虹吸散热器100可偏离竖直方向放置，且内底壁21e1与竖直方向形成的第二夹角始终为锐角，即无论热虹吸散热器100是竖直放置还是倾斜放置，内底壁21e1始终偏离水平方向设置以呈现一定的坡度，从而保证在热虹吸散热器100倾斜放置的情况，在气液腔21e中冷凝形成的液体相变工质仍然可以快速回流到基板10的收容腔11中。
75.在一种实施例中，第三端面21c上凸起形成有连接板23，通孔21g贯穿连接板23；基板10开设有与收容腔11连通的连接孔，散热翅片20的连接板23卡插接固定于连接孔以连通气液腔21e和收容腔11。通过将散热翅片20的连接板23卡接进基板10的连接孔，以实现气液
腔21e与收容腔11的密封连通。
76.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
77.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。