[发明专利]多孔金属结构的高效散热器

说明书

本发明公开一种多孔金属结构的高效散热器，包括与热源连接的板状结构导热部及与导热部连接的块状结构散热部，所述的散热部为多孔金属结构，散热部内匀称地散布有与导热部连接的导热条，所述的导热部、导热条及散热部为一体化结构。它有效地解决了现有技术的多孔金属散热器传热效率低、散热效果差的问题，本发明的多孔金属结构高效散热器传热效率高、散热效果好，具有很高的使用价值。

技术领域

本发明涉及一种半导体或其他固态器件的散热装置，尤其是涉及一种用于大功率半导体芯片及大功率 LED 散热的多孔金属结构的高效散热器。

背景技术

大功率半导体芯片及大功率 LED 都需要配置体积小、散热效果好的散热装置，现有技术的散热装置，基本上是采用普通的铝散热片来散热，由于铝散热片是依铝型材为基础，因此其与空气接触的面积是有限的，如果采取增加散热片的方法来改善散热的效果，又会增加散热装置的体积和重量，同时会使成本大大增加，造成整个产品的性价比降低。计算机的 CPU 等大功率半导体芯片及目前流行的大功率 LED 的散热，虽然也有采用热管原理来 实现散热的结构，但是目前普通的热管散热装置都是在热管上加装铝片作散热器，其散热 面积受到很大的限制。公开日为 2007 年 3 月 14 日，公开号为 CN 1929729A 的专利文件公 开了一种用于电子发热器件的金属泡沫散热器，包括用于放置电子发热器件的散热板，散 热板上烧结有金属泡沫层，其金属泡沫层采用特殊的加工工艺，将任意金属泡沫材料加工 成型，并高温烧结到散热板上，利用金属泡沫换热面积大，传热效率高的特点，将金属泡沫 层储存的热量迅速带走。公开日为 2011 年 2 月 9 日，公开号为 CN20174267U 的专利文件 公开了一种用多孔金属材料作散热体的超导热管散热器，它包括多孔金属、热源连接板和 热管 ；其中，热管一端插入多孔金属，另一端插入热源连接板 ；该结构通过热管连接热源与 散热部件，可以节省产品安装空间，降低产品整体的重量，节约原材料成本。公开日为 2007 年 5 月 16 日，公开号为 CN 1964092A 的专利文件公开了一种采用多孔金属材料作为散热装 置的大功率发光二极管，它主要由多孔金属材料与大功率发光二极管通过焊接或粘合封装 组成。采用通过电化学工艺生产的多孔金属材料如多孔铜或多孔铝作为散热装置，能极大 地增加散热面积，有利于大功率发光二极管的散热。上述几种专利的散热结构均利用了多 孔金属其表面积较大的特点，通过增大散热面积，使散热器的散热效果有了提高。但上述结 构均存在热源的热量无法均匀地传递到整个多孔金属中的问题，因为多孔金属的孔隙率高 达 90％以上，因此在多孔金属中，单位面积内的有效传热面积很小，我们知道，热量传递的 大小与传热面积成正比，因此，多孔金属的这种高孔隙率结构使得多孔金属的热传导性能 大大低于常规的散热器，传热效率很低，而将多孔金属与热源简单连接或者在多孔金属内 简单地插入热管或导热片均无法使热源的热量均匀地传递到整个多孔金属中，上述结构均 没有考虑热量在多孔金属中的传导问题，传热效率低的固有缺陷使得多孔金属所具有大面 积散热表面的优势得不到充分发挥，降低了多孔金属散热器的散热效果。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的多孔金属散热器传热效率低、散热效果差的问题而提供一种传热效率高、散热效果好的多孔金属结构的高效散热器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是 ：一种多孔金属结构的高效散热器，包括与热源连接的板状结构导热部及与导热部连接的块状结构散热部，所述的散热部 为多孔金属结构，散热部内匀称地散布有与导热部连接的导热条，所述的导热部、导热条及 散热部为一体化结构。在多孔金属结构散热部内匀称地设置与导热部连接的导热条，导热 部从热源吸收的热量就可以通过导热条均匀地送到多孔金属结构的散热部内，多孔金属结 构散热部的传热效率得以大大提高，因此多孔金属结构散热部所具有大面积散热表面的优 势就可以得到充分发挥，从而大大提高多孔金属结构散热器的散热效果。这里所述的“匀 称地散布”，是指这些导热条均匀或对称或比例和谐地分散布置在整个散热部内，他们可以 是等间距相互平行设置的结构，也可以是均匀分布的放射状结构，导热条的自身可以是相 同的结构，也可以是一种具有规则变化的结构。导热部、导热条及散热部采用一体化的结 构可以提高导热效率，可以采用将多孔金属的基模与设有导热条的导热部组合，再通过多 孔金属生成工艺在导热部上方生成多孔金属结构，使导热条位于多孔金属结构中 ；对于简 单的散热器结构，也可以采用焊接、粘接等方法使导热部、导热条与多孔金属组合成一体结 构。这样，导热部、导热条与多孔金属结构紧密地融合连接在一起，形成复合型金属体，使导 热部的热量通过导热条迅速、均匀地传递到多孔金属结构中，利用多孔金属结构所具有大 面积散热表面的优势，将热量迅速散发出去。