散热器和电子设备的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种散热器和电子设备。


背景技术：

2.随着电子技术的高速发展，电子设备越来越向大容量、大功率、高集成、轻量化方向发 展，由此导致了电子设备的热耗密度越来越大，因而对散热器的散热能力要求越来越高。
3.在散热器长宽尺寸不变的情况下，往往只能通过增加散热散热翅片高度来提高散热器的 散热能力，这样会导致散热器重量显著增加，无法满足散热器轻量化的要求。
4.另外，为了提高散热器性能，通常在散热翅片上设置传热管路，传热管路中充装了传热 介质，通过传热介质的蒸发与冷凝相变提高导热系数，使得热量能够沿传热管路快速传递， 达到提高散热效率目的。但是，传热管路的热级联程度会沿逆重力方向逐渐加剧，使得散热 翅片上部区域的传热管路中的蒸汽冷凝受阻，进而导致该区域的散热性能下降。


技术实现要素：

5.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
6.本发明提供了一种散热器和电子设备，能够满足散热器轻量化、高散热的要求。
7.第一方面，本发明实施例提供了一种散热器，包括：
8.基板；
9.多个散热翅片，所述多个散热翅片间隔设置在所述基板的第一表面上；
10.其中，所述多个散热翅片中的全部或者部分散热翅片设置有用于充装传热工质的第一传 热管路和和开孔阵列，所述开孔阵列包括多个第一开孔。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括如上第一方面所述的散热器。
12.本发明实施例的技术方案，散热器包括基板和多个散热翅片，所述多个散热翅片间隔设 置在所述基板的第一表面上；所述多个散热翅片中的全部或者部分散热翅片设置有用于充装 传热工质的第一传热管路和和开孔阵列，所述开孔阵列包括多个第一开孔。一方面，通过在 散热翅片上设置开孔阵列，能够减轻散热器的重量，从而满足散热器轻量化的要求；另一方 面，通过开孔阵列增强散热翅片之间流道内的气流扰动，增大了热量与空气的接触面积，加 快了热量向空气中传递，减小了热级联，使得散热器整体的散热效率显著提升。
13.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且本发明的技术方案将从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、 权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和得到。
附图说明
14.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的 实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
15.图1是本发明实施例提供的一种散热器的结构示意图；
16.图2是本发明实施例提供的另一种散热器的结构示意图；
17.图3a-图3d是本发明实施例提供的不同散热翅片的结构示意图；
18.图4a-图4c是本发明实施例提供的不同散热翅片的结构示意图；
19.图5a-图5e是本发明实施例提供的不同散热翅片的结构示意图；
20.图6a-图6c是不同情况下相邻的两个散热翅片局部的叠加轮廓示意图；
21.图7是本发明实施例提供的一种防护板的结构示意图；
22.图8是本发明实施例提供的一种防护板的局部结构示意图；
23.图9是本发明实施例提供的一种防护板的局部结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发 明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
25.应了解，在本发明实施例的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分 技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。“至少一个”是指一个或者多个，“多个
”ꢀ
是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如， a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单 数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其 类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中 的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是 单个，也可以是多个。
26.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲 突就可以相互组合。
27.请参见图1和图2，本发明实施例提供的一种散热器100，包括基板110和多个散热翅片 120，其中，多个散热翅片120间隔设置在基板110的第一表面上，全部或者部分散热翅片 120设置有用于充装传热工质的第一传热管路和开孔阵列，该开孔阵列包括多个第一开孔 1202。
28.本发明实施例，一方面，通过在散热翅片120上设置开孔阵列，能够减轻散热器的重量， 从而满足散热器轻量化的要求；另一方面，通过开孔阵列增强散热翅片120之间流道内的气 流扰动，增大了热量与空气的接触面积，加快了热量向空气中传递，减小了热级联，使得散 热器100整体的散热效率显著提升。
29.可以理解的是，基板110为导热性能良好的金属材料或者非金属材料制成，金属材料例 如是铜、铝、铝合金等，非金属材料例如是陶瓷、石墨等。基板110包括相对的第一表面和 第二表面，其中，第一表面用于安装多个散热翅片120，第二表面用于与热源(指电子设备 内部的发热元器件)接触，具体的，热源可以通过导热界面材料与基板110的第二表面实
现 贴合。热源的热量通过该基板110传递至多个散热翅片120，再通过散热翅片120将热量散 发到周围的环境中。
30.如图1所示，在一种示例中，多个散热翅片120具体包括多个竖向散热翅片121，竖向 散热翅片121在基板110的第一表面沿第一方向(图1中的竖向)设置，多个竖向散热翅片 121在基板110的第一表面上沿第三方向(图1中的横向)彼此间隔排布，在基板110的第 一表面上形成直向式的翅片阵列。在图1所示的示例中，全部散热翅片120均设置有用于充 装传热工质的第一传热管路和开孔阵列。
31.需说明的是，本发明实施例描述的第一方向、第二方向和第三方向为两两之间互相垂直 的方向。
32.如图2所示，在另一种示例中，多个散热翅片120具体包括多个第一斜向翅片122和多 个第二斜向散热翅片123，其中，多个第一斜向翅片122在基板110的第一表面上是沿第四 方向彼此间隔排布的，且多个第一斜向翅片122之间相互平行，分别沿第五方向延伸；多个 第二斜向散热翅片在基板110的第一表面上是沿第五方向彼此间隔排布的，且多个第二斜向 翅片123之间相互平行，分布沿第四方向延伸。这样，多个第一斜向翅片122和多个第二斜 向散热翅片在基板110的第一表面上形成两个斜向式的翅片阵列。在图2所示的示例中，部 分散热翅片120设置有用于充装传热工质的第一传热管路和开孔阵列，且该部分散热翅片120 呈v形排布。当然，也可以全部的第一斜向翅片122和第二斜向散热翅片123均设置有用于 充装传热工质的第一传热管路和开孔阵列，此处不作限制。
33.需说明的是，本发明实施例描述的第三方向、第四方向和第五方向为不同的方向，两两 之间具有夹角，且均平行于所述基板110的第一表面。
34.应当理解，本发明实施例描述的多个散热翅片120还可以是多个竖向散热翅片121、多 个第一斜向翅片122以及多个第二斜向翅片123的组合。本发明实施例对散热翅片120的排 布形式不作过多限制。
35.可以理解的是，本发明实施例描述的带第一传热管路的散热翅片120为复合板式结构， 包括包括第一板材及第二板材，第一板材及第二板材可以由导热性能良好的铜、铝材料制成。 第一传热管路可以通过轧制吹胀工艺或者模具成型钎焊工艺形成于散热翅片120。
36.可以理解的是，第一传热管路为内部连通的封闭式微细管网结构，在第一传热管路中充 装有传热工质，通过传热工质蒸发与冷凝相变可实现高效传热的相变传热技术，提升整个散 热翅片120的均温性。
37.请参见图3a至图3c，在一种示例中，第一传热管路可以包括蜂窝状管路1201a，且蜂窝 状管路1201a内部是连通的。
38.请参见图3d，在另一种示例中，第一传热管路可以包括沿第一方向(即散热翅片120的 长度方向)间隔设置的多个最速降线管路1201b以及用于连通最速降线管路1201b的多个连 接管路1201c。其中，最速降线管路1201b呈最速降曲线形状，最速降线管路1201b沿第二 方向(即散热翅片120的宽度方向)延伸，且最速降线管路1201b远离基板110的一端朝逆 重力方向倾斜(即向上倾斜)。连接管路1201c连接在最速降线管路1201b之间，以使最速 降线管路1201b之间相互连通。
39.需说明的是，本发明实施例的第一传热管路的形状不限于图3a至图3c或者图3d所
边。散热翅片120的第一根部1205可以通过嵌齿、粘接或者焊接方式与所述基板110连接。
50.可以理解的是，第一开孔1202与散热翅片120的第一根部1205之间具有不小于预设第 二距离阈值的间距，也就是说，散热翅片120自第一根部1205向第一稍部1206的第二距离 阈值范围内不设开孔，以加强第一根部1205导热及翅片整体散热。例如，假定第二距离阈值 的取值是20mm，即在与第一根部1205距离20mm范围内不设第一开孔1202。
51.示例性的，如图4a至图4c所示的散热翅片120，开孔阵列与第一根部1205之间设有不 小于第二距离阈值的间距，以保证第一根部1205导热及翅片整体散热。
52.可以理解的是，第一开孔1202的形状不限于圆形、矩形、三角形、星形、异形等，也不 限于不同开孔形状的组合。
53.示例性的，散热器100中相邻的两个散热翅片120之间的第一开孔1202互相错位设置。 也就是说，相邻两个散热翅片120的第一开孔1202在正投影方向上仅部分重叠或完全不重叠， 呈间隔错位的互补开孔关系。对比非错位开孔关系，间隔错位的互补开孔设计可以减小翅片 间的流道流阻，增大散热气流流速，从而提高散热器100的散热效率。
54.在具体实施时，散热器100中相邻的两个散热翅片120可以采用不同开孔形式的翅片。 例如，图5a至图5e示出了多种开孔形式的翅片。散热器100中的多个散热翅片120可以是 图3a和图5a所示的散热翅片120组合，或者是图3a和图5b所示的散热翅片120组合，或 者是图3b和图5c所示的散热翅片120组合，或者是图3c和图5d所示的散热翅片120组合， 或者是图3d和图5e所示的散热翅片120组合。
55.示例性的，每个散热翅片组合中的两种不同开孔形式的翅片在基板110的第一表面上轮 流设置，通过这种设置方式，可实现相邻的两个散热翅片120之间的第一开孔1202互相错位 设置。
56.例如，当相邻的两个散热翅片120采用图3a和图5a所示的散热翅片组合时，两个散热 翅片120的局部叠加轮廓可如图6a所示，图5a所示翅片的第一开孔1202相比图3a所示翅 片的第一开孔1202在第一方向(长度方向)、第二方向(宽度方向)分别偏移一个单位，两 个散热翅片120的第一开孔1202在正投影方向上完全不重叠。
57.当相邻的两个散热翅片120采用图3a和图5b所示的散热翅片组合时，两个散热翅片120 叠加的局部叠加轮廓可如图6b所示，图5b所示翅片的第一开孔1202相比图3a所示翅片的 的第一开孔1202在第一方向(长度方向)偏移一个单位，两个散热翅片的第一开孔1202在 正投影方向上完全不重叠；
58.当相邻的两个散热翅片120采用图3d和图5e所示的散热翅片组合时，两个散热翅片120 叠加的局部叠加轮廓可如图6c所示，图5e所示翅片的第一开孔1202相比图3d所示翅片的 第一开孔1202在第二方向(宽度方向)偏移一个单位，两个散热翅片120的第一开孔1202 在正投影方向上完全不重叠。
59.在一个实施例中，散热器100包括基板110和多个散热翅片120，其中，多个散热翅片 120间隔设置在基板110的第一表面上，每个散热翅片120设置有用于充装传热工质的第一 传热管路和和开孔阵列，开孔阵列包括多个第一开孔1202。多个第一开孔1202在散热翅片 120上沿第一方向间隔排布，且所述多个第一开孔1202在散热翅片120上沿第二方向呈多行 排布，且邻两行的第一开孔1202采用互相错位的方式设置，通过这种设计，可以在翅片间的 流道内形成局部二次气流及涡旋，增强气流扰动，减小热级联。另外，散热器100中
相邻的 两个散热翅片120之间的第一开孔1202互相错位设置，这种间隔错位的互补开孔设计可以减 小翅片间的流道流阻，增大散热气流流速，从而提高散热器100的散热效率。
60.请参见图1和图2，本发明实施例的散热器100，还包括两个防护板130，分别设置在基 板110第一表面的两侧，散热翅片120设置在两个防护板130之间。两个防护板130用于增 强散热器100的结构强度，并对多个散热翅片120形成保护，防止外力撞击对散热翅片120 造成变形损坏。
61.示例性的，防护板130可以采用具有良好导热性的板材制成，且为了满足一定的防护强 度，防护板130的厚度应大于散热翅片120的厚度。
62.示例性的，为了达到良好的防护效果，防护板130在第二方向上的高度大于散热翅片120 在第二方向上的高度，也就是说，防护板130和散热翅片120分别安装在基板110的第一表 面之后，防护板130的第一稍部相对散热翅片120的第一稍部凸出，通过这种结构减小外力 撞击对散热翅片120的影响。
63.示例性的，至少一个防护板130还设置有一个或者多个第二开孔132，通过第二开孔132 实现防护板及散热器的轻量化减重。
64.另外，为了减小防护板130采取开孔措施后导致的散热性能损失，可以在防护板130上 设置充装有传热工质的第二传热管路131，通过传热介质的蒸发与冷凝相变提高防护板130 的导热系数，从而提高防护板130的传热及散热效率。
65.示例性的，请参见图7，图7所示的防护板130上设置有多个第二开孔132，多个第二开 孔132在防护板130上沿第一方向(长度方向)间隔排布。
66.可以理解的是，相邻两个第二开孔132之间具有不小于预设第四距离阈值的间距，以保 证防护板130的结构强度。例如，假定第四距离阈值的取值为3mm，第二开孔132之间应具 有不小于3mm的间距。
67.可以理解的是，第二开孔132与防护板130的第二稍部134和第二根部133分别具有不 小于预设第三距离阈值的间距。如图7所示，第二根部133为防护板与基板110相连接的侧 边，第二稍部134为与第二根部133相对的侧边。通过这种结构，满足防护板130强度所需 的边间距，以抵御防护板130侧方外力冲击。例如，假定第三距离阈值的取值为5mm，第二 开孔132与防护板130的第二稍部和第二根部应分别具有不小于5mm的间距。
68.示例性的，如图8所示，第二开孔132具有倒角内边角1321，通过将第二开孔132的边 角设置成倒角，替代常见的尖角，以此增强开孔防护板130的结构强度。第二开孔132的倒 角形式可以是倒圆角、倒斜角或者二者的结合。
69.示例性的，如图9a至图9c所示，至少一个防护板130具有倒角外边角133，通过将防 护板130的边角设置成倒角，替代常见的尖角，以此增强开孔防护板130的结构强度，抵御 散热器100跌落对防护板130边角部位的冲击。防护板130的外边角倒角形式可以是如图9a 所示的倒圆角、如图9b所示的倒斜角或者如图9c所示的倒圆角和倒斜角结合的形式。
70.示例性的，如图7所示，防护板130上的第二传热管路131包括纵横交错的多个管路， 这些纵横交错的管路界定出第二开孔132的开孔区域。
71.应了解，防护板130上的第二传热管路131边界与第二开孔132边界之间分别具有不小 于预设第五距离阈值的间距，以在满足防护板130强度同时避让第二开孔132结构。例如， 假定第五距离阈值的取值为2mm，每个第二开孔132的边缘与其邻近的第二传热管路
131之 间应具有不小于2mm的间距。
72.可以理解的是，本发明实施例的散热翅片120/防护板130的制备可以包括以下几种方式：
73.第一种方式，采用轧制吹胀工艺，可以包括以下步骤：
74.清洗，对板材进行清洗，其中，板材包括用于复合的第一板材和第二板材；
75.印刷铆合，在第一板材和/或第二板材上印刷传热管路图案，将第一板材和第二板材铆合；
76.轧制，对铆合后的板材进行轧制，包括热轧和冷轧；
77.退火，对经过轧制的板材进行退火；
78.开孔，对板材进行冲切开孔，以在板材上制得开孔，
79.高压吹胀，利用吹胀工艺在板材上制得传热管路；
80.冲切、裁剪和焊接用于填充工质的充液管，得到成品。
81.第二种方式，采用钎焊工艺，可以包括以下步骤：
82.裁剪，对板材进行裁剪，其中，板材包括用于复合的第一板材和第二板材；
83.冲压管路，在板材上冲压传热管路；
84.清洗除油，对冲压后的板材进行清洗除油；
85.涂敷钎料，在板材上涂敷钎料以待钎焊，可采用掩板对任一焊接单体的焊接面涂敷钎料， 同时达到钎料避让传热管路目的；
86.搭接固定，对待焊接的单体进行搭接固定；
87.开孔，对各层板材进行一体式冲孔，以在板材上制得开孔；
88.钎焊退火、焊接用于填充工质的充液管，得到成品。
89.可以理解的是，开孔步骤也可设置在涂敷钎料之后、搭接固定之前，针对各焊件单体独 立实施开孔。
90.在钎焊过程中，钎料过热、焊件超时、钎料析出气体等因素会导致钎缝表面及焊接面内 部出现气孔，造成焊件强度及可靠性下降。基于钎焊翅片，可以通过开孔在钎焊过程中排出 多余气体，以提升开孔翅片的钎焊强度。
91.可以理解的是，本发明实施例针对防护板130为增强结构强度采用的加厚、加高措施带 来的散热效率降低、重量增加的负面影响，在防护板130上设置有充装有传热工质的第二传 热管路131和第二开孔132，使得防护板130不仅起到防护作用，还起到提高散热效率作用， 而且通过第二开孔132还有利于减轻散热器100的重量。
92.本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括器件以及如上任一实施例所述的散 热器100。器件作为热源通过导热胶或导热界面材料与安装在散热器100基板110的第二表 面实现贴合。热源的热量通过该基板110传递至多个散热翅片120，再通过散热翅片120将 热量散发到周围的环境中。
93.本发明实施例描述的电子设备可以是通信产品、家电产品等电子设备。
94.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉 本领域的技术人员在不违背本公开精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些 等同的变形或替换均包括在本发明权利要求所限定的范围内。