紊流散热器及具有该散热器的散热总成制造技术

一种紊流散热器及具有该散热器的散热总成，藉由一顶壁、一作用壁及一间隔装置，共同界定出一风道，结构相当简单、制造成本低廉，且使风道中的气流符合雷诺数Ｒｅ＝（ρ　　ｕｍｄ）／μ≥２，５００；其中，ρ为气流密度；ｕｍ为风道中气流速度；ｄ为风道尺寸；μ为气流黏度。由于风道中形成有紊流，使得风道中的气体热交换频繁，且使得气体与作用壁间温差梯度明显，由此大幅提升降温效力，何况仅需通入气体，操作条件相当单一，更容许采用效率更高的发热组件，从而使采用此散热器的电子设备的组件选择弹性大大提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种散热器，尤其是一种用于形成紊流的散热器及具有 该散热器的散热总成。
技术介绍
随着半导体组件的日趋高度集成化，单一半导体组件内所整合的电 路日益复杂，耗电量与发热量都大幅攀升。另一方面， 一旦操作环境的 温度超过约摄氏120度以上，不仅硅芯片本身的材质可能受损，而且负责 将半导体组件电性连结至电路板的焊锡也将因达到融点而熔融，从而给 半导体组件与电路板间的导通带来问题，还造成电路板被污染等麻烦。因此，无论在主机板、影像显示卡还是其它需采用高效能半导体组 件的场合，都如图1所示，在半导体组件10顶面涂布一层导热胶14，供粘 贴设置一散热鳍片16，甚至更进一步于散热鳍片16上增设一散热风扇18， 藉以将电路板12上的半导体组件10所产生的热能，经散热鳍片16传导和 空气对流而导出，以免热能持续累积于半导体组件10上而导致损坏。此外，如图2美国第6，603，658号专利技术专利所示，该专利技术公开了有一 风管26,以导引来自风扇28的供气，使气流以一稳定的层流模式指向电 路板22上的发热半导体组件20，藉以导出半导体组件20所发热能，从而 降低例如笔记电脑中组件的操作环境温度。其风管26如图3所示，并未真正接触发热半导体组件20，且风管26的 出口与发热组件20间距为风管26开口尺寸的数倍，因此，来自风管26的 气流280,将以层流(laminar jet air f low)的稳定流动方式，缓慢经过 半导体组件20,甚至在半导体组件20表面与气流接触区域形成一凝滞区 域(stagnation region),进行热交换，为保持稳定的层流效果，该方案中琉入气体的雷诺数Re-(pumd)/V《2，000;其中，p为气流密度；um为风 道中气流速度；d为风道尺寸；n为气流黏度。然而，对于例如工业计算机等发热量大的电子设备而言，仅凭借如 上述层流气体散热效果显然不足；尤其当采用更高度集成化的电路组件、 电路板上布局的半导体组件密度提高、或使用更多电路组件时，局部区 域的发热量大幅提升，电子设备的散热能力将成为性能提升的最大瓶颈。因此，许多电子设备依靠设置管道通入水流，藉由水的高比热与高 热容量特性，带走更大量的热能；但是，在电路间布设水管，不仅需导 入水流，也要将水流完整导出，必须在有限空间内，额外提供设置水流 回路的封闭空间；并且时刻小心，避免任何微量漏水而造成短路、影响 整体安全，使得此解决方案附带有相当的潜在危险。相比之下，另一种较安全的解决方案，是通入液态氮等液态气体或 低温空气，藉由扩大气体与发热组件间的温差，带走较大量热能。然而， 此种方式花费于降低气体温度的成本甚高，且低温气体需先排除其中水 分，以免降温过d—气体相对湿度提高，导致水滴凝结于电絲组件上。若能在不需降低通入气体温度条件下，提升散热效能，不仅可确保 电路运行顺利、避免不必要的耗能及湿度问题，还可提高选择电路组件 的弹性，有效提升产品性能，因此这是值得投入深入研究的课题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决技术之一是，提供一种可大幅提升降温效力的 散热器。本专利技术要解决的另一技术问题是，提供一种结构简单的散热器。 本专利技术要解决的再一技术问题是，提供一种操作条件单一的散热器。 本专利技术要解决的又一技术问题是，提供一种制造成本低廉的散热器。 本专利技术要解决的还一技术问题是，提供一种选用电路组件的弹性大 增的散热总成。按照本专利技术提供的紊流散热器，供接触一发热件，并连接一以一预 定量供气的供气装置，用以接受来自所述供气装置的气流，导出所述发 热件所发的热能，该散热器包括 一顶壁； 一用于贴紧所述发热组件、 并具有对应所述发热组件尺寸的导热作用壁；及一介于所述顶壁及所述 作用壁间、与所述顶壁及所述作用壁共同界定出一风道的间隔装置，且 所述风道使得来自所述供气装置的气流雷诺数Re"P umd)/p》2， 500; 其中，P为气流密度；um为风道中气流速度；d为风道尺寸；u为气流黏 度。按照本专利技术提供的紊流散热器还具有如下附属技术特征在本专利技术给出的一种优选实施例中，所述作用壁包括一本体及一设 置于自所述本体远离所述风道侧面的挠性导热层。在本专利技术给出的另一种优选实施例中，所述间隔装置为多个连结所 述顶壁与所述作用壁间的、高度远小于所述作用壁尺寸的间隔壁。在本专利技术给出的再一种优选实施例中，所述〖1隔装置为多个彼此对 应排列的间隔壁，且所述间隔壁连接所述顶壁及所述作用壁的高度远大 于彼此的间距。按照本专利技术提供的散热总成，包括 一散热器，该散热器包括一 顶壁； 一用于贴紧所述发热组件、并具有对应所述发热组件尺寸的导热 作用壁；及一介于所述顶壁及所述作用壁间、与所述顶壁及所述作用壁 共同界定出一风道的间隔装置；及一连接所述散热器风道，并以使所述 风道内气流雷诺数Re^Pumd)/n》2，500供气予该风道的供气装置；其 中，P为气流密度；um为风道中气流速度；d为风道尺寸；U为气流黏度。所述供气装置为一鼓风扇。本专利技术通过大量灌入气体，强制通入气体产生紊乱流，增加气体在 层与层之间的对流，加快达到热平衡的速度，不仅结构简单、造价低廉、 且操作过程不需降低通入气体温度、不需降低灌入气体湿度、更排除引 进水流的风险，在确保原有的简单操作环境条件下，以简便的结构，同时达到提升降温效率，避免不必要的能源消耗，使得选用电路组件的弹 性大增，且电路的可靠性与稳定性得到提升，从而解决本专利技术所欲解决 的全部技术问题。 附图说明图1是现有散热器与半导体组件组设于电路板状态的示意图； 图2是美国第6， 603， 658号专利技术专利散热器应用状态侧视示意图；图3是图2散热器所造成气流的示意图；图4是本专利技术第一优选实施例的散热器结构示意图；图5是图4所示优选实施例的风道内气流示意图； 图6A是图5风道内各层对流及热流状态示意图； 图6B是图6A的温度分布状态示意图； 图7是本专利技术第二优选实施例的应用状态立体示意图；及 图8是本专利技术第三优选实施例的顶视结构示意图。 ^主要组件符号说明3、 3，、 3"…散热器36^36'…间隔壁4...供气装置280....气流10、 20…组件300、300，…导接部12、 22...电路板302....最下层14..导热胶304,、306…较上层16…散热鳍片sos-,..上层18、 28…风扇'...容室26...风管380...平面30、 30，、 30".,.风道381...弧面32、 32，、 32"...顶壁382...紊乱流34、 34'…作用壁具体实施方式:有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合附图 给出的优选实施例的详细说明中，将更清楚地呈现。本专利技术第一优选实施例的紊流散热器3，如图4所示，具有一顶璧32、 一作用壁34、及介于顶壁32与作用壁34间作为间隔装置的间隔壁36,作 用壁34是由导热材质制成，并具有一对应于发热组件20的预定尺寸，供 贴紧发热组件20。顶壁32、作用壁34与间隔壁36共同界定出一风道30, 且风道30具有一导接部300,供连接至一作为供气装置4的鼓风扇，而间 隔壁36连结顶壁32与作用壁34间的高度远小于作用壁34尺寸。来自供气装置4的气流，将经由导接部300而进入风道30内，且风道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紊流散热器，供接触一发热件，并连接一以一预定量供气的供气装置，用以接受来自所述供气装置的气流，导出所述发热件所发的热能，其特征在于：该散热器包括：一顶壁；一用于贴紧所述发热组件、并具有对应所述发热组件尺寸的导热作用壁；及一介于所述顶壁及所述作用壁间、与所述顶壁及所述作用壁共同界定出一风道的间隔装置，且所述风道使得来自所述供气装置的气流雷诺数Ｒｅ＝（ρｕｍｄ）／μ≥２，５００；其中，ρ为气流密度；ｕｍ为风道中气流速度；ｄ为风道尺寸；μ为气流黏度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾一士，
申请(专利权)人：致茂电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]