[发明专利]一种带封条的肋片型散热器

说明书

技术领域

本发明属于散热器领域，更具体地，涉及一种带封条的肋片型散热器。

背景技术

随着电子技术的进步，单个电子器件在运行时释放的热功率急剧上升。例如，单个中央处理器(CPU)的发热功率早已突破100W，单位面积的功率更是高达10⁴-10⁵W/m²。电子器件的工作性能受温度影响较大，高温下金属的电子迁移会给电子元件造成不可逆的伤害。为了保证电子器件的正常工作，延长其使用寿命，必须保证电子器件的最高温度不能超过某个临界值。例如，CPU的最高温度不能超过85℃。目前，电子器件冷却有风冷、水冷、热管(相变)、半导体制冷等多种方式，但是，最普遍的冷却方式仍然是风冷散热器，这是因为这种方式具有安全可靠，成本低等显著优点。其基本工作原理是：将肋片型散热器的基板粘接(或焊接)在电子器件上，再由风扇产生的气流与散热器的肋片表面进行对流换热，达到对电子器件冷却降温的目的。其中，风扇的运行方式主要分为吹风式和吸风式两种。

由于空气的导热系数低，传统的平直翅片型散热器越来越难以满足更高的散热需求，为此，许多学者在散热器优化方面做了大量工作。文献调研表明，这些优化方法大都是通过改变翅片形状、削减边界层厚度、增加扰流，以增大对流换热系数。例如，李小跃等对翅片开缝的散热器在不同功率和不同风速下进行了数值研究，发现由于边界层的减薄，翅片开缝后散热器性能明显提高，并且存在一个最佳的开缝间距。伊丽娜等提出一种打断翻折型翅片结构，这种新型结构减薄了边界层、增加了流体扰动，使得散热器上的温度场和换热更加均匀，秦襄培等研究了翅片不同角度对CPU散热效果的影响，发现不同角度的翅片对散热器的效果均有一定影响。

以上这些改进方式虽然均具有一定的效果，但由于翅片结构变得非常复杂，对加工技术提出了更高的要求，需要改变原来的加工工艺；另一方面，散热器的成本也随之增加，使得整个电子设备的价格升高，更为重要的是，已有的设计没有针对电子器件散热的核心问题，即器件并不是整体超温，而往往只是由于不恰当的散热器结构设计，造成流场不合理而导致电子器件局部过热。因此，设计开发结构简单合理、能够有效消除局部热点的新型肋片型散热器，对于高热流密度的电子器件的发展仍然是一个重要而迫切的课题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种带封条的肋片型散热器，通过在肋片的上端设置封条的形式，减小进风口/出风口的面积，使得散热器中的空气的流向和流速发生改变，由此解决电子器件局部过热的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种带封条的肋片型散热器，所述散热器包括基板、肋片和封条，其特征在于，

所述基板上设置有多个并行排列的肋片，并且每块所述肋片均与所述基板垂直，相邻的所述肋片之间的空隙形成空气流道，其中，所述肋片的侧面为进风口，该肋片的顶端为出风口，空气从所述肋片的侧面流入，经过所述空气流道从所述肋片的顶端流出，或者所述肋片的侧面为出风口，顶端为进风口；

所述封条设置在所述多个并行排列的肋片侧面的上端，该封条与所述基板等宽，使得所述出风口/进风口的面积减小，从而改变空气在所述空气流道中的流向和速度大小。

进一步优选地，所述封条的高度优选采用为所述肋片高度的1/2～1/3。

进一步优选地，所述空气流道的高度宽度之比优选采用1/30～1/10。

进一步优选地，进入所述进风口的风速优选采用1m/s～5m/s。

进一步优选地，所述金属基板的热流密度优选采用13000W/m²～17000W/m²。

进一步优选地，所述基板和肋片所采用的材料均优选采用铝或者铜。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明通过在肋片的上端设置封条，与现有技术相比，在流量相同的前提下，由于进风口(或出风口)截面积的减小，空气的进口(或出口)速度增大，贴近散热器基板(即靠近电子器件)的气流速度大大增加，起到强化换热的效果，同时，气流在肋片间行程和停留时间变长，且气流在散热器中心区域的速度增大，有效地降低了热点温度，带走更多的热量，提高冷却效果；

2、本发明通过采用高度为肋片高度1/2～1/3的封条，一方面能够有效地提高空气通道内中心高温区域的流速，另一方面可以避免在封条后面形成较大的回流区和低速区，达到较好的降低电子器件热点温度的目的；